Επίδραση του νικελίου στον ανοξείδωτο χάλυβα
Το νικέλιο είναι το κύριο στοιχείο κράματος στον ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα. Η κύρια λειτουργία του είναι να σταθεροποιήσει τον ωστενίτη και να εξασφαλίσει ότι ο χάλυβας έχει πλήρη ωστενιτική δομή. Αυτό κάνει το χάλυβα να έχει καλή δύναμη, πλαστικότητα, σκληρότητα και εξαιρετική ζεστή και κρύα επεξεργασία, κρύο σχηματισμό, συγκολλητικότητα, χαμηλή θερμοκρασία και μη μαγνητική. Ταυτόχρονα, το νικέλιο βελτιώνει τη θερμοδυναμική σταθερότητα του ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα, καθιστώντας την ανώτερη από φερρίτη, μαρτενσίτη και άλλους ανοξείδωτους χάλυβες στην αντίσταση στη διάβρωση και την αντοχή στην οξείδωση και βελτιώνει την ανοχή του σε μείωση των μέσων.
Το νικέλιο σταθεροποιεί έντονα τον ωστενίτη και επεκτείνει την περιοχή φάσης ωστενίτη. Για να ληφθεί μια ενιαία ωστενιτική δομή, όταν ο χάλυβας περιέχει 0. 1% άνθρακα και 18% χρωμίου, το ελάχιστο περιεχόμενο νικελίου είναι περίπου 8%. Αυτός είναι ο βασικός τύπος του διάσημου 18-8 chromium-nickel ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα. Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε νικέλιο, το υπολειμματικό φερρίτη μπορεί να εξαλειφθεί πλήρως και η τάση του σχηματισμού φάσης σ μειώνεται σημαντικά. Ταυτόχρονα, η θερμοκρασία μετασχηματισμού μετασχηματισμού μετασχηματισμού μειώνεται και ακόμη και ο μετασχηματισμός φάσης λ → Μ μπορεί να αποφευχθεί. Ωστόσο, η αύξηση της περιεκτικότητας σε νικέλιο μειώνει τη διαλυτότητα του άνθρακα σε ωστενιτικούς ανοξείδωτους χάλυβες, αυξάνοντας έτσι την τάση των βροχοπτώσεων του καρβιδίου.
Σε χάλυβες ανοξείδωτου ανοξείδωτου χρωμίου, ο ρόλος του νικελίου εξαρτάται κυρίως από την επίδρασή του στη σταθερότητα του ωστενίτη. Μέσα στο εύρος περιεχομένου του νικελίου όπου μπορεί να εμφανιστεί μαρτενστικός μετασχηματισμός, η αντοχή του χάλυβα μειώνεται και η πλαστικότητα αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε νικέλιο. Η ανθεκτικότητα (συμπεριλαμβανομένης της σκληρότητας πολύ χαμηλής θερμοκρασίας) του χρωμίου-νίκη ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβες με σταθερή ωστενιτική δομή είναι πολύ καλή και κατάλληλη για χρήση ως χάλυβες χαμηλής θερμοκρασίας. Για χάλκινους χρωμίου-manganese ανοξείδωτα ανοξείδωτα χάλυβες, η προσθήκη νικελίου μπορεί να βελτιώσει περαιτέρω την σκληρότητα τους. Το νικέλιο επίσης μειώνει σημαντικά την τάση σκλήρυνσης ψυχρής εργασίας των ωστενιτικών ανοξείδωτων χάλυβες, κυρίως λόγω της αύξησης της σταθερότητας των ωστενίτη, η οποία μειώνει ή εξαλείφει τον μαρτενσιτικό μετασχηματισμό κατά τη διάρκεια της ψυχρής εργασίας. Η προσθήκη του νικελίου μειώνει τον ρυθμό σκλήρυνσης ψυχρής εργασίας των ωστενιτικών ανοξείδωτων χάλυβες, κάτι που είναι ευεργετικό για την ψυχρή τους μορφοποίηση. Η αύξηση του περιεχομένου του νικελίου μπορεί επίσης να μειώσει το Delta Ferrite σε 18-8 και 17-14-2 chromium-nickel austenitic ανοξείδωτους χάλυβες και να βελτιώσει τις καυτές εργασιακές ιδιότητες, αλλά αυτό μπορεί να είναι επιζήμια για τη συγκόλληση και να αυξήσει την τάση της συγκόλλησης ζεστού ρωγμή.
Στον ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα, η προσθήκη του νικελίου βελτιώνει τη θερμοδυναμική σταθερότητα του χάλυβα και βελτιώνει την αντίσταση στη διάβρωση και την αντοχή στην οξείδωση. Καθώς αυξάνεται το περιεχόμενο νικελίου, βελτιώνεται επίσης η ανοχή του στη μείωση των μέσων. Το νικέλιο είναι ένα σημαντικό στοιχείο για τη βελτίωση της αντίστασης του ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα στη διάβρωση του διαταγμένου στρες. Υπό ορισμένες συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και νερού υψηλής πίεσης, η αύξηση της περιεκτικότητας σε νικέλιο μπορεί να αυξήσει την ευαισθησία στη διάβρωση του διακεκκρού τάσης, αλλά αυτή η δυσμενή επίδραση μπορεί να μετριαστεί με την αύξηση της περιεκτικότητας σε χρωμίου. Καθώς η περιεκτικότητα σε νικέλιο στον ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα αυξάνεται, η κρίσιμη περιεκτικότητα σε άνθρακα για τη διαμεσολαβητική διάβρωση μειώνεται και η ευαισθησία στην ενδοκοκυτική διάβρωση αυξάνεται. Όσον αφορά την αντίσταση στη διάβρωση και τη διάβρωση της σχισμής, η επίδραση του νικελίου δεν είναι σημαντική. Το νικέλιο βελτιώνει επίσης την αντοχή στην οξείδωση υψηλής θερμοκρασίας του ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα, κυρίως επειδή το νικέλιο βελτιώνει τη σύνθεση και τις ιδιότητες της μεμβράνης οξειδίου του χρωμίου. Ωστόσο, πολύ υψηλή περιεκτικότητα σε νικέλιο μπορεί να οδηγήσει σε ανεπιθύμητες ενέργειες, κυρίως λόγω της παρουσίας σουλφιδίου νικελίου χαμηλής μείωσης στα όρια των κόκκων στον χάλυβα.
