Efectul nichelului asupra oțelului inoxidabil
Nichelul este principalul element de aliere din oțelul inoxidabil austenitic. Principala sa funcție este de a stabiliza austenita și de a se asigura că oțelul are o structură austenitică completă. Acest lucru face ca oțelul să aibă o rezistență bună, plasticitate, duritate și procesare excelentă la cald și la rece, formare la rece, sudabilitate, performanță la temperatură scăzută și nemagnetică. În același timp, nichelul îmbunătățește stabilitatea termodinamică a oțelului inoxidabil austenitic, ceea ce o face superioară feritului, martensitei și altor oțeluri inoxidabile în rezistență la coroziune și rezistență la oxidare și își îmbunătățește toleranța la reducerea mediilor.
Nichelul stabilizează puternic austenita și extinde regiunea de fază austenită. Pentru a obține o singură structură austenitică, când oțelul conține 0. 1% carbon și 18% crom, conținutul minim de nichel necesar este de aproximativ 8%. Aceasta este formula de bază a celebrului 18-8 Chromium-nichel austenitic oțel inoxidabil. Odată cu creșterea conținutului de nichel, ferită reziduală poate fi eliminată complet, iar tendința formării fazelor σ este semnificativ redusă; În același timp, temperatura de transformare martensitică este redusă și chiar poate fi evitată transformarea în faza → M. Cu toate acestea, o creștere a conținutului de nichel reduce solubilitatea carbonului în oțelurile inoxidabile austenitice, crescând astfel tendința precipitațiilor de carbură.
În oțelurile inoxidabile austenitice cu crom-nichel, rolul nichelului depinde în principal de efectul său asupra stabilității austenitei. În intervalul conținutului de nichel unde poate apărea transformarea martensitică, rezistența oțelului scade și plasticitatea crește odată cu creșterea conținutului de nichel. Durerea (inclusiv o duritate de temperatură foarte scăzută) a oțelurilor inoxidabile austenitice cu crom-nichel cu o structură austenitică stabilă este foarte bună și potrivită pentru utilizare ca oțeluri cu temperaturi scăzute. Pentru oțelurile inoxidabile austenitice cu crom-mangani, adăugarea de nichel le poate îmbunătăți în continuare duritatea. Nichel reduce, de asemenea, semnificativ tendința de întărire a muncii la rece a oțelurilor inoxidabile austenitice, în principal datorită creșterii stabilității austenitei, care reduce sau elimină transformarea martensitică în timpul muncii la rece. Adăugarea de nichel reduce rata de întărire a muncii la rece a oțelurilor inoxidabile austenitice, ceea ce este benefic pentru formabilitatea lor de lucru la rece. Creșterea conținutului de nichel poate reduce, de asemenea, ferita delta în 18-8 și 17-14-2 Chromium-nichel austenitic oțeluri inoxidabile și îmbunătăți proprietățile de lucru la cald, dar acest lucru poate fi în detrimentul sudabilității și crește tendința de fisurare la cald.
În oțelul inoxidabil austenitic, adăugarea de nichel îmbunătățește stabilitatea termodinamică a oțelului și îmbunătățește rezistența la coroziune și rezistența la oxidare. Pe măsură ce conținutul de nichel crește, toleranța sa la reducerea mediilor este, de asemenea, îmbunătățită. Nichelul este un element important pentru a îmbunătăți rezistența oțelului inoxidabil austenitic la coroziunea stresului transgranular. În anumite condiții de apă la temperaturi ridicate și cu presiune ridicată, creșterea conținutului de nichel poate crește sensibilitatea la coroziunea stresului intergranular, dar acest efect advers poate fi atenuat prin creșterea conținutului de crom. Pe măsură ce conținutul de nichel din oțelul inoxidabil austenitic crește, conținutul său critic de carbon pentru coroziunea intergranulară scade și sensibilitatea la coroziunea intergranulară crește. În ceea ce privește rezistența la coroziunea de pitting și crevice, efectul nichelului nu este semnificativ. Nichelul îmbunătățește, de asemenea, rezistența la oxidare la temperatură ridicată a oțelului inoxidabil austenitic, în principal din cauza faptului că nichelul îmbunătățește compoziția și proprietățile filmului de oxid de crom. Cu toate acestea, un conținut prea mare de nichel poate duce la efecte adverse, în principal datorită prezenței sulfurii de nichel cu topire mică la limitele bobului din oțel.
