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。
鎳對奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)力學性(xing)能的影響(xiang)主要取決于(yu)鎳對奧氏(shi)體(ti)穩定性(xing)的影響(xiang)。在鋼(gang)中能發生馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變的鎳含量(liang)(liang)范圍內,隨鎳含量(liang)(liang)的增(zeng)加,由于(yu)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)含量(liang)(liang)的減少,鋼(gang)的強度降低而(er)塑性(xing)提(ti)高(gao)。
具(ju)有穩定奧氏體(ti)組織(zhi)的鉻鎳奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)具(ju)有非常優良的韌性(xing),包括極低(di)溫韌性(xing),因而可做低(di)溫鋼(gang)使用。
對于具有穩(wen)定奧(ao)氏體組織的鉻錳氮奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼,鎳的加入可以進一(yi)步(bu)改(gai)善其(qi)低溫韌性,如圖9.60所示。
鎳(nie)可(ke)顯著降(jiang)低奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼的冷(leng)加工硬(ying)化傾向。這主要是由(you)于鎳(nie)增大了奧(ao)氏(shi)體的穩定性,減(jian)少以(yi)至消除了冷(leng)加工過程中的馬氏(shi)體轉變,而鎳(nie)對(dui)奧(ao)氏(shi)體本身的冷(leng)加工硬(ying)化作(zuo)用不(bu)明顯。
鎳提高奧氏體不銹鋼的鈍(dun)化(hua)傾向和熱力學穩定性,因而提高合金的耐均勻腐(fu)蝕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(shi)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(shi)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。
在奧氏體不(bu)銹鋼中,鎳降低(di)其(qi)抗(kang)高溫硫化性(xing)能,鎳含量越(yue)高,其(qi)危害程(cheng)度越(yue)嚴重,這(zhe)是在晶界處形成低(di)熔點的硫化鎳所(suo)致。