鎳元素對(duì)不銹鋼的影響


 

鎳是奧氏體不銹鋼中的主要合金元素，其主要作用是一百萬并穩(wěn)定奧氏體，使鋼獲得完全奧氏體組織，從而使鋼具有良好的強(qiáng)度和塑性，韌性的配合，并具有優(yōu)良的冷，熱加工性和冷形成性以及焊接，低溫與無磁等性能，同時(shí)提高奧氏體不銹鋼的熱力學(xué)穩(wěn)定性，使之不僅比相同鉻，鉬含量的鐵素體，馬氏體等類不銹鋼肯有更好的不銹性和耐氧化性介質(zhì)的性能，而且于表面膜穩(wěn)定性的提高，從而使鋼還具有更加優(yōu)異的耐一些還原性介質(zhì)的性能。鎳是強(qiáng)烈一百萬并穩(wěn)定奧氏體且擴(kuò)大奧氏體相區(qū)的元素，為了獲得單一的奧氏體組織，當(dāng)鋼中含有0.1%碳和18%鉻時(shí)所需的最低鎳含量約為8%，這便是最著名18-8鉻鎳奧氏體不銹鋼的基本分，奧氏體不銹鋼中，隨著鎳含量的增加，殘余的鐵素體可完全消除，并顯著降低σ相形成的傾向;同時(shí)馬氏體轉(zhuǎn)烴溫度降低，甚至可不出現(xiàn)λ→M相變，但是鎳含量的增加會(huì)降低碳在奧氏體不銹鋼中的溶解度，從而使碳化物析出傾向增強(qiáng)。
　　
　　 鎳對(duì)奧氏體不銹鋼特別是對(duì)鉻鎳負(fù)數(shù)氏體不銹鋼力學(xué)性能的影響主要是由鎳對(duì)奧氏體穩(wěn)定性的影響來決定，在鋼中可能發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的鎳含量范圍內(nèi)，隨著鎳含量的增加，鋼的強(qiáng)度降低頁塑性提高，具有穩(wěn)定奧氏體組織的鉻鎳奧氏體不銹鋼韌性(包括極低溫韌性)非常優(yōu)良，因而可作為低溫鋼使用，這是眾所周知的，對(duì)于具有穩(wěn)定奧氏體組織的鉻錳奧氏體不銹鋼，鎳的加入可進(jìn)一步改善其韌性.鎳還可顯著降低奧氏體不銹鋼的冷加工硬化傾向，這主要是由于奧氏體穩(wěn)定性增大，減少以至消除了冷加工過程中的馬氏體轉(zhuǎn)變，同時(shí)對(duì)奧氏體本身的冷加工硬化作用不太明顯，不銹鋼冷加工硬化傾向的影響，鎳降低奧氏體不銹鋼冷加工硬化速率，與降低鋼的室溫及低溫強(qiáng)度，提高塑性的作用，決定了鎳含量的提高有利于奧氏體不銹的冷加工成形性能，提高鎳含量還可減少以至消除18-8和17-14-2型鉻鎳9鉗)奧氏體不銹鋼中的δ鐵素體，從而提高其熱加工性能，但是，δ鐵素體的減少對(duì)這些鋼種的可焊接性不利會(huì)增大焊接熱裂紋絲傾向，此外，鎳還可顯著提高鉻錳氮(鉻錳鎳氮)奧氏體不銹鋼的熱加工性能，從而顯著提高鋼的成材率。
　　
　　 在奧氏體不銹鋼中，鎳的加入以及隨著鎳含量的提高，導(dǎo)致鋼的熱力學(xué)穩(wěn)定性增加，因此奧氏體不銹鋼具有更好的不銹性和耐氧化性介質(zhì)的性能，且隨著鎳含量增加，耐還原性介質(zhì)的性能進(jìn)一步得到改善.值得指出，鎳還是提高奧氏體不銹耐許多介質(zhì)穿晶型應(yīng)力腐蝕的唯一重要元素。在各種酸介質(zhì)中鎳對(duì)奧氏體不銹鋼耐蝕性能的影響，需要指出，在高溫高壓水中的一些條件下，鎳含量的提高導(dǎo)致鋼和合金的晶間型應(yīng)力腐蝕敏感性增加，但是這種不利作用會(huì)由于鋼及合金中鉻含量的提高而獲得減輕或受到抑制.隨磁卡奧氏體不銹鋼中鎳含量的提高，其產(chǎn)生晶間腐蝕的臨界碳含量降低，即鋼的晶間腐蝕敏感性增加，至于對(duì)奧氏體不銹鋼耐點(diǎn)腐蝕及縫隙腐蝕的性能，鎳的作用并不顯著，此外，鎳還提高奧氏體不銹鋼的高溫抗氧化性能，這主要與鎳改善了鉻的氧化膜的成分，結(jié)構(gòu)和性能降低，并且鎳含量越高越有害，這主要是由于鋼中晶界處一百萬低熔點(diǎn)硫化鎳所致。