高氮鋼目前的主要研究熱點是高氮不銹鋼，尤其是高氮奧氏體不銹鋼。隨著制造工藝技術(shù)的進步，高氮不銹鋼的制造成本在不斷降低，性能進一步提高，其應(yīng)用范圍將不斷擴大。目前，高氮不銹鋼的抗拉強度已能達到3600MPa，并可望在不久的將來超過4000MPa，同時仍將保持良好的韌性和高的抗腐蝕性能。因此可預(yù)計，高氮不銹鋼在交通運輸(汽車、火車及輪船)、建筑(如超高強度鋼筋)、宇航空間工業(yè)、海洋工程、原子能和軍事工業(yè)等許多領(lǐng)域都將得到廣泛應(yīng)用。

開發(fā)出低成本大批量穩(wěn)定制備高氮鋼的設(shè)備和工藝技術(shù)是當前該領(lǐng)域最前沿的研究課題之一。常壓下鋼液中氮的溶解度有限。以Mn18Cr18N為例，常壓下該鋼液中氮的溶解度在0.6%~0.7%范圍，如果要使氮的溶解度超過1.0%，就必須采用加壓手段。為了防止凝固過程中氮的析出，需要用更高的壓力或快速冷卻手段實現(xiàn)快速凝固。因此，高氮鋼的熔煉和凝固通常要采用加壓方式來實現(xiàn)。目前，比較成功的工業(yè)化的熔煉方法只有加壓電渣重熔。然而，高壓電渣爐需要密封式高壓熔煉室及其高壓供氣系統(tǒng)；高壓冷卻水系統(tǒng)（以保持與熔煉室的壓力相同）；密封式滑動導(dǎo)電系統(tǒng)（以保證在電極升降時熔煉室仍處于良好的密封和加壓狀態(tài)），等等。整個系統(tǒng)需要很高的自動化程度。由此大大增加了設(shè)備和生產(chǎn)成本。

目前正在研發(fā)的電弧渣重熔技術(shù)有可能改變這一狀況。電弧渣重熔結(jié)合了電渣重熔和真空電弧重熔兩者的優(yōu)點。與傳統(tǒng)電渣重熔方法相比，由于電弧渣重熔采用較小的電流和較高的電壓，而且渣的消耗量大約僅為傳統(tǒng)電渣重熔的一半，因此形成的電弧基本上能將渣面吹開，熔渣被擠壓到結(jié)晶器壁的周圍，使電弧能在電極和金屬熔池之間穩(wěn)定燃燒。在采用中空電極重熔高氮鋼時，可將一定流量和壓力的氮氣通過中空自耗電極吹入電弧區(qū)，使一定比例的氮氣在電弧區(qū)電離，形成氮氣等離子電弧，從而大大提高了鋼液吸氮的熱力學(xué)和動力學(xué)條件。這樣，用電弧渣重熔技術(shù)生產(chǎn)高氮鋼時，既可以在加壓下進行，也可以在常壓下進行。

實驗研究和實際生產(chǎn)結(jié)果表明，電弧渣重熔法生產(chǎn)的高氮鋼具有以下優(yōu)點：①自耗電極可以在常壓下制備，重熔過程中的氣相離子滲氮完全可以滿足氮的合金化要求，不需要再添加任何含氮合金，而且重熔鋼錠中的氮分布比較均勻，無需再進行二次重熔；②由于加熱面積大，傳熱效果好，金屬熔池形狀比傳統(tǒng)電渣重熔甚至比真空電弧重熔更淺平，因而結(jié)晶質(zhì)量更高；③與傳統(tǒng)電渣重熔相比，可節(jié)約電耗30%，使渣料消耗量降低50%；④與真空電弧重熔相比，電弧渣重熔鋼錠的表面質(zhì)量得到顯著改善。(一員)