鎳在奧氏體不銹鋼中的主要作用是形成并穩定奧氏體以獲得完全的奧氏體組織,從而使鋼具有良好的強度與塑性、韌性的配合和一系列優良的工藝性能。
鎳是強烈形成并穩定奧氏體且擴大奧氏體相區的元素,奧氏體不銹鋼中隨著鎳含量的增加,殘余鐵素體可以完全消除,并顯著降低。相形成的傾向(圖9.59)。鎳明顯降低M3點,甚至可不出現γ→M相變。
鎳(nie)對(dui)(dui)奧氏體(ti)不銹鋼力學性(xing)能(neng)(neng)的(de)影響主要取決于(yu)鎳(nie)對(dui)(dui)奧氏體(ti)穩(wen)定性(xing)的(de)影響。在鋼中能(neng)(neng)發生馬氏體(ti)轉(zhuan)變的(de)鎳(nie)含(han)(han)量(liang)范(fan)圍內,隨鎳(nie)含(han)(han)量(liang)的(de)增加,由于(yu)馬氏體(ti)含(han)(han)量(liang)的(de)減(jian)少(shao),鋼的(de)強度降低而塑性(xing)提高。
具(ju)有穩(wen)定(ding)奧(ao)氏(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)的鉻鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼具(ju)有非常優良的韌性(xing),包括極低溫韌性(xing),因而可(ke)做低溫鋼使(shi)用。
對于具有穩定奧氏(shi)(shi)體組(zu)織的鉻錳氮奧氏(shi)(shi)體不銹鋼,鎳的加(jia)入可以進一(yi)步改(gai)善其(qi)低溫韌性,如(ru)圖9.60所示。
鎳可顯著降低奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼的冷(leng)加工(gong)硬化傾向。這(zhe)主要是由于鎳增大了(le)奧(ao)氏(shi)體(ti)的穩(wen)定性,減少以至(zhi)消除(chu)了(le)冷(leng)加工(gong)過程中的馬氏(shi)體(ti)轉變,而(er)鎳對奧(ao)氏(shi)體(ti)本(ben)身的冷(leng)加工(gong)硬化作用不明顯。
鎳提高奧氏體不銹鋼的鈍化傾向和熱力學穩定性,因而提高合金的耐均勻腐蝕(shi)性能和耐氧化性介質的性能;隨著鎳含量的增加,耐還原性介質的性能進一步得到改善。
在奧氏體不銹鋼中,鎳是提高其在一些介質中耐穿晶型應力腐蝕的唯一重要元素。
鎳含量的增加能降低碳在奧氏體鋼中的溶解度,使碳化物的析出傾向增強,其產生晶間腐蝕的臨界碳含量降低,即晶間腐蝕的敏感性增加。為獲得良好的耐晶間腐蝕性能,須將鋼中碳含量降至更低水平。圖9.61為鉻鎳奧氏體鋼產生晶間腐蝕的鉻、鎳含量與臨界碳含量的關系,該圖證實了鉻的有益作用和鎳的有害作用。至于對奧氏體不銹鋼耐點蝕和縫隙腐蝕的性能,鎳的作用不顯著。
在奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼中,鎳降低其抗高溫硫(liu)化性能,鎳含量越高,其危害程度(du)越嚴重,這是在晶(jing)界處形成低熔點的硫(liu)化鎳所致。