鎳是奧氏體不鏽鋼中的主要合金元(yuán)素,其主要作用是強化並穩定奧氏體(tǐ),使鋼獲得完全奧氏體組織(zhī),從而使鋼具有良好的強度和塑性(xìng)、韌性的(de)配合,並具有優良的冷熱加工(gōng)性,同時提高奧氏體不(bú)鏽鋼的熱力學穩定性。
鎳使之(zhī)不僅比相同鉻、鉬含量的鐵素體、馬氏體等類不鏽鋼有更(gèng)好的(de)不鏽性和耐氧化性介質的性能,而且由於表麵膜穩定性的(de)提高,從而使鋼還具有(yǒu)更加優異的(de)耐一些還原性介質的(de)性能。
鎳是強烈並穩定奧氏體且擴大奧氏體相區的元素,為了獲得單一的奧氏體組織,當鋼中含有0.1%碳和18%鉻時所需(xū)的超(chāo)低鎳含量約為8%,這便是超知(zhī)名18-8鉻鎳奧氏體不鏽鋼(gāng)的基(jī)本分。奧氏體不鏽鋼中,隨著(zhe)鎳含量的增加,殘餘的鐵素體可完全消除,並顯著降低σ相形成的傾向;同時馬氏體轉烴溫度降(jiàng)低,甚至可不出現λ到M相變,但是(shì)鎳含量的增加會降低(dī)碳在奧(ào)氏體不鏽鋼中的溶解度,從(cóng)而使碳(tàn)化物析出傾向增強。

鎳對奧(ào)氏體不(bú)鏽鋼特別是對鉻鎳奧氏體不鏽鋼力學性能的影響,主要是由鎳對奧氏(shì)體穩定(dìng)性的影響來決定(dìng),在鋼中可能發生馬氏體轉變(biàn)的鎳含量範圍內,隨著鎳含量的增加,鋼(gāng)的強度(dù)降低,塑性提高,具有穩定(dìng)奧氏體(tǐ)組織的鉻鎳奧氏體不鏽鋼韌性(包括極(jí)低溫韌性)非常優良,因而可作為低溫鋼使用,這是眾所周知的,對於具有穩定奧氏體組織的鉻錳奧氏體不鏽(xiù)鋼,鎳的加入(rù)可進一步改善其韌性。
鎳還可顯著降低奧氏體不(bú)鏽鋼的冷加工硬化傾向,這主要是由於奧氏體穩定性增大,減少以至消除(chú)了(le)冷加工過程中的馬氏體轉變,同時對奧氏體本身的冷加工硬化作用不太明顯,不鏽鋼冷加工硬化傾向的影響,鎳降低奧氏體不鏽鋼(gāng)冷加工硬(yìng)化速率,與降低鋼(gāng)的室溫及低溫強度,提高塑性的作用(yòng),決定了鎳含(hán)量的提高有利於奧氏體(tǐ)不鏽的冷加工成(chéng)形性能(néng),提高鎳含量還可減(jiǎn)少以至(zhì)消除18-8和17-14-2型鉻鎳奧氏體(tǐ)不鏽鋼中的δ鐵素體,從而提高其熱加工性能,但是(shì),δ鐵素體的減(jiǎn)少對這(zhè)些鋼種的可焊接性(xìng)不利(lì)會增(zēng)大焊接熱裂(liè)紋絲(sī)傾向,此外,鎳還可顯著(zhe)提高鉻(gè)錳氮(鉻錳鎳氮)奧氏體不鏽鋼的熱加工性(xìng)能(néng),從而顯著提高鋼的成材率。

在奧氏體不鏽鋼中,鎳的加入以及(jí)隨(suí)著鎳含量的提(tí)高,導致鋼的熱(rè)力學(xué)穩定性(xìng)增加,因(yīn)此奧氏體不(bú)鏽鋼具有(yǒu)更好的(de)不鏽性和耐氧化性介質的性能,且隨著鎳含量增加,耐還原性介質的性能進一(yī)步得到改善。值得指出,鎳還是提(tí)高奧氏體不鏽耐許多介質穿晶(jīng)型應力腐蝕(shí)的(de)少有重要元素。
在各種酸介(jiè)質中,鎳對奧氏體不鏽鋼耐蝕性能的影(yǐng)響,需要指出,在高溫高壓水中的一些條件下,鎳含量的提高導致鋼和合金的晶間型(xíng)應力腐蝕敏感性增加,但是這種不利作(zuò)用會由於鋼及合金中鉻含量的提高而獲得(dé)減輕或受到抑製。隨著奧氏體不鏽鋼中鎳含量的提高,其產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,至於對奧氏體(tǐ)不鏽鋼耐點(diǎn)腐蝕及縫隙(xì)腐蝕的(de)性能,鎳的作用並不顯著(zhe)。
此外(wài),鎳還提高奧氏體不鏽鋼的(de)高(gāo)溫抗氧化性能,這主要與鎳改善了鉻的氧化膜的成分,結構和性能降低,並且鎳含量越高(gāo)越有害,這主要是由於鋼中(zhōng)晶界(jiè)處低熔點硫化鎳所(suǒ)致,一(yī)般來說,簡單的鉻鎳(及鉻錳(měng)氮)奧氏(shì)體不鏽鋼僅用於要求不鏽性和耐氧化性介質(比如硝酸等)的使用條件下(xià)。
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不(bú)鏽(xiù)鋼金相組織及標(biāo)準(zhǔn)介紹
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