Effect van nikkel op roestvrij staal
Nikkel is het belangrijkste legeringselement in austenitisch roestvrij staal. De belangrijkste functie is om austeniet te stabiliseren en ervoor te zorgen dat het staal een volledige austenitische structuur heeft. Dit zorgt ervoor dat het staal een goede sterkte, plasticiteit, taaiheid en uitstekende warme en koude verwerking, koude vorming, lasbaarheid, lage temperatuurprestaties en niet-magnetisch heeft. Tegelijkertijd verbetert nikkel de thermodynamische stabiliteit van austenitisch roestvrij staal, waardoor het superieur is aan ferriet, martensiet en andere roestvrijstalen in corrosieweerstand en oxidatieweerstand en verbetert de tolerantie ervan om de media te verminderen.
Nikkel stabiliseert Austenite sterk en breidt de Austenite -fasegebied uit. Om een enkele austenitische structuur te verkrijgen, wanneer het staal 0. 1% koolstof en 18% chroom bevat, is het vereiste minimale nikkelgehalte ongeveer 8%. Dit is de basisformule van de beroemde 18-8 chroom-nickel austenitic roestvrij staal. Met de toename van het nikkelgehalte kan resterende ferriet volledig worden geëlimineerd en wordt de neiging van σ -fasevorming aanzienlijk verminderd; Tegelijkertijd wordt de martensitische transformatietemperatuur verlaagd en kan zelfs de λ → M -fase -transformatie worden vermeden. Een toename van het nikkelgehalte vermindert echter de oplosbaarheid van koolstof in austenitisch roestvrij staal, waardoor de neiging van carbide -neerslag vergroot.
In chroom-nickel Austenitic roestvrij staal, hangt de rol van nikkel vooral af van het effect ervan op de stabiliteit van austeniet. Binnen het nikkelgehalte -bereik waar martensitische transformatie kan optreden, neemt de sterkte van het staal af en neemt de plasticiteit toe met toenemend nikkelgehalte. De taaiheid (inclusief zeer lage temperatuur) van chroom-nickel Austenitic roestvrij staal met stabiele austenitische structuur is zeer goed en geschikt voor gebruik als staalsoorten met lage temperatuur. Voor chroom-manganese austenitische roestvrij staal kan de toevoeging van nikkel hun taaiheid verder verbeteren. Nikkel vermindert ook de neiging van het koude werkhardend van austenitisch roestvrij staal, voornamelijk vanwege de toename van de stabiliteit van de austeniet, die de martensitische transformatie tijdens koud werken vermindert of elimineert. De toevoeging van nikkel vermindert de koude werkhardende snelheid van austenitisch roestvrij staal, wat gunstig is voor hun koude werkbaarheid. Het verhogen van het nikkelgehalte kan ook delta-ferriet verminderen in 18-8 en {17-14-2 chroom-nickly austenitische roestvrijstalen en het verbeteren van hete werkeigenschappen, maar dit kan nadelig zijn voor lasbaarheid en de neiging van lashot kraken.
In austenitisch roestvrij staal verbetert de toevoeging van nikkel de thermodynamische stabiliteit van het staal en verbetert het corrosiebestendigheid en oxidatieweerstand. Naarmate het nikkelgehalte toeneemt, wordt ook de tolerantie voor het verminderen van media verbeterd. Nikkel is een belangrijk element om de weerstand van austenitisch roestvrij staal te verbeteren tegen transgranulaire stresscorrosie. Onder bepaalde omstandigheden van hoge temperatuur en hogedrukwater kan de toename van het nikkelgehalte de gevoeligheid voor intergranulaire stresscorrosie vergroten, maar dit nadelige effect kan worden verlicht door het chroomgehalte te vergroten. Naarmate het nikkelgehalte in austenitisch roestvrij staal toeneemt, neemt het kritieke koolstofgehalte voor intergranulaire corrosie af en neemt de gevoeligheid voor intergranulaire corrosie toe. Wat betreft de weerstand tegen put- en spleetcorrosie, is het effect van nikkel niet significant. Nikkel verbetert ook de oxidatieweerstand op hoge temperatuur van austenitisch roestvrij staal, vooral omdat nikkel de samenstelling en eigenschappen van de chroomoxidefilm verbetert. Een te hoog een nikkelgehalte kan echter leiden tot nadelige effecten, voornamelijk vanwege de aanwezigheid van laagsmeltende nikkelsulfide aan de korrelgrenzen in het staal.
