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鎳(Ni)在鋼中的作用
鎳在鋼中強(qiáng)化鐵素體并細(xì)化珠光體,總的效果是提高強(qiáng)度,對(duì)塑性的影響不顯著。一般地講,對(duì)不需調(diào)質(zhì)處理而在軋鋼、正火或退火狀態(tài)使用的低碳鋼,一定的含鎳量能提高鋼的強(qiáng)度而不顯著降低其韌性。
據(jù)統(tǒng)計(jì),每增加1%的鎳約可提高強(qiáng)度29.4PA。隨著鎳含量的增加,鋼的屈服程度比抗拉強(qiáng)度提高的快,因此含鎳鋼的比可較普通碳素鋼高。鎳在提高鋼強(qiáng)度的同時(shí),對(duì)鋼的韌性、塑性以及其他工藝的性能的損害較其他合金元素的影響小。對(duì)于中碳鋼,由于鎳降低珠光體轉(zhuǎn)變溫度,使珠光體變細(xì);又由于鎳降低共析點(diǎn)的含碳量,因而和相同的碳含量的碳素鋼比,其珠光體數(shù)量較多,使含鎳的珠光體鐵素體鋼的強(qiáng)度較相同碳含量的碳素鋼高。
反之,若使鋼的強(qiáng)度相同,含鎳鋼的碳含量可以適當(dāng)降低,因而能使鋼的韌性和塑性有所提。鎳可以提高鋼對(duì)疲勞的抗力和減小鋼對(duì)缺口的敏感性。
鎳降低鋼的低溫脆性轉(zhuǎn)變溫度,這對(duì)低溫用鋼有極重要的意義。含鎳3.5%的鋼可在-100℃時(shí)使用,含鎳9%的鋼則可在-196℃時(shí)工作。鎳不增加鋼對(duì)蠕變的抗力,因此一般不作為熱強(qiáng)鋼的強(qiáng)化元素。鎳含量高的鐵鎳合金,其線脹系數(shù)隨鎳含量增減而顯著變化,利用這一特性,可以設(shè)計(jì)和生產(chǎn)具有極低或一定線脹系數(shù)的精密合金、雙金屬材料等。此外,鎳加入鋼中不僅能耐酸,而且也能抗堿,對(duì)大氣及鹽都有抗蝕能力,鎳是不銹耐酸鋼中的重要元素之一。
不銹鋼常見的分類
按組織狀態(tài)分為:馬氏體不銹鋼,鐵素體不銹鋼,奧氏體不銹鋼以及奧氏體——鐵素體(雙相)不銹鋼及沉淀硬化不銹鋼等。按成分分為:鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等。按其抗蝕性分:不銹鋼(在空氣中能抵抗腐蝕)和不銹耐酸鋼(在某些化學(xué)介質(zhì)中能抵抗腐蝕)。按化學(xué)成分可分為高鉻不銹鋼(如4CR13、CR17、CR28、CR17TI 等)、鉻鎳不銹鋼(如0CR18NI9TI、CR18NI12MO2TI)、鉻錳氮不銹鋼(如CR17MN13MO2N)。