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镍(Ni)在钢中的作用
镍在钢中强化铁素体并细化珠光体,总的效果是提高强度,对塑性的影响不显著。一般地讲,对不需调质处理而在轧钢、正火或退火状态使用的低碳钢,一定的含镍量能提高钢的强度而不显著降低其韧性。据统计,每增加1%的镍约可提高强度29.4PA。随着镍含量的增加,钢的屈服程度比抗拉强度提高的快,因此含镍钢的比可较普通碳素钢高。镍在提高钢强度的同时,对钢的韧性、塑性以及其他工艺的性能的损害较其他合金元素的影响小。对于中碳钢,由于镍降低珠光体转变温度,使珠光体变细;又由于镍降低共析点的含碳量,因而和相同的碳含量的碳素钢比,其珠光体数量较多,使含镍的珠光体铁素体钢的强度较相同碳含量的碳素钢高。
反之,若使钢的强度相同,含镍钢的碳含量可以适当降低,因而能使钢的韧性和塑性有所提。镍可以提高钢对疲劳的抗力和减小钢对缺口的敏感性。镍降低钢的低温脆性转变温度,这对低温用钢有极重要的意义。含镍3.5%的钢可在-100℃时使用,含镍9%的钢则可在-196℃时工作。镍不增加钢对蠕变的抗力,因此一般不作为热强钢的强化元素。镍含量高的铁镍合金,其线胀系数随镍含量增减而显著变化,利用这一特性,可以设计和生产具有极低或一定线胀系数的精密合金、双金属材料等。此外,镍加入钢中不仅能耐酸,而且也能抗碱,对大气及盐都有抗蚀能力,镍是不锈耐酸钢中的重要元素之一。
不锈钢常见的分类
按组织状态分为:马氏体不锈钢,铁素体不锈钢,奥氏体不锈钢以及奥氏体——铁素体(双相)不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。按成分分为:铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。按其抗蚀性分:不锈钢(在空气中能抵抗腐蚀)和不锈耐酸钢(在某些化学介质中能抵抗腐蚀)。按化学成分可分为高铬不锈钢(如4CR13、CR17、CR28、CR17TI 等)、铬镍不锈钢(如0CR18NI9TI、CR18NI12MO2TI)、铬锰氮不锈钢(如CR17MN13MO2N)。