Вплив нікелю на нержавіючу сталь
Нікель - головний легований елемент в аустенітній нержавіючої сталі. Основна його функція полягає у стабілізації аустеніту та забезпечення того, щоб сталь має повну аустенітну структуру. Це змушує сталь мати хорошу міцність, пластичність, міцність та відмінну гарячу та холодну обробку, утворення холоду, зварюваність, низька температура та немагнітна. У той же час, нікель покращує термодинамічну стійкість аустенітної нержавіючої сталі, роблячи його вищим до фериту, мартенситу та інших нержавіючих сталей у резистентності до корозії та окислювальності та покращує його толерантність до зменшення середовища.
Нікель сильно стабілізує аустеніту і розширює фазу аустеніту. Для отримання однієї аустенітної структури, коли сталь містить 0. 1% вуглецю та 18% хрому, необхідний мінімальний вміст нікелю становить близько 8%. Це основна формула знаменитої 18-8 хромі-нікелі аустенітної нержавіючої сталі. Зі збільшенням вмісту нікелю залишковий ферит можна повністю усунути, а тенденція утворення фаз σ значно знижується; У той же час, температура трансформації мартенсита знижується, і навіть фазової трансформації λ → M можна уникнути. Однак збільшення вмісту нікелю знижує розчинність вуглецю в аустенітних нержавіючих сталі, тим самим збільшуючи тенденцію опадів карбіду.
У нержавіючих сталі хрому нікелі роль нікелю залежить головним чином від його впливу на стабільність аустеніту. У межах вмісту нікелю, де може відбутися мартенситна трансформація, міцність сталі зменшується і пластичність збільшується зі збільшенням вмісту нікелю. Жистка (включаючи дуже низьку температуру) хрому-нікелі аустенітної нержавіючої сталі зі стабільною аустенітною структурою дуже хороша і придатна для використання як низькотемпературні сталі. Для хрому-манганців аустенітних нержавіючих сталей додавання нікелю може ще більше покращити їхню міцність. Нікель також значно знижує тенденцію до загартовування холодної роботи аустенітних нержавіючих сталей, головним чином через збільшення стабільності аустеніту, що зменшує або усуває мартенситну трансформацію під час холодної роботи. Додавання нікелю знижує швидкість загартування холодної роботи аустенітних нержавіючих сталей, що корисно для їхньої холодної роботи. Збільшення вмісту нікелю також може зменшити дельта-ферит у 18-8 та 17-14-2 хромі-нікель аустенітні нержавіючі сталі та покращити гарячі робочі властивості, але це може бути згубним для зварювання та збільшення тенденції зварювання гарячого розтріскування.
В аустенітній нержавіючої сталі додавання нікелю покращує термодинамічну стійкість сталі та покращує резистентність до корозії та окислювальну стійкість. Зі збільшенням вмісту нікелю його толерантність до зменшення середовищ також покращується. Нікель є важливим елементом для поліпшення стійкості аустенітної нержавіючої сталі до трангранулярної корозії напруги. За певних умов високої температури та води високого тиску, збільшення вмісту нікелю може підвищити чутливість до міжгранулярної корозії стресу, але цей несприятливий ефект може бути полегшений збільшенням вмісту хрому. Зі збільшенням вмісту нікелю в аустенітній нержавіючої сталі його критичний вміст вуглецю для міжгранулярної корозії зменшується і чутливість до міжгранулярної корозії збільшується. Що стосується стійкості до піттінгу та корозії щілини, то ефект нікелю не є суттєвим. Нікель також покращує високотемпературну окислювальну стійкість аустенітної нержавіючої сталі, головним чином тому, що нікель покращує склад та властивості плівки оксиду хрому. Однак занадто високий вміст нікелю може призвести до несприятливих ефектів, головним чином через наявність низькорозмірного сульфіду нікелю на межах зерна в сталі.
