鎳元素對不銹鋼性能有哪些什么影響

眾所周知，鎳是奧氏體形成元素。因此，在低鉻、鉬（例如12%Cr和17%Cr）的普通鐵素體不銹鋼中加入少量鎳（1%?2%）,常常呈現(xiàn)鐵素體（a）和馬氏體（M）共存的雙相（a+M）組織。但是，在高鉻、鉬的超級不銹鋼/相的析出，因而加入鎳會提高鋼對475°C脆性的敏感性；鎳對鐵素體不銹鋼σ和χ相的形成也有促進作用。

早期向超級不銹鋼，例如00Cr25Mo3,00Cr28Mo2和00Cr29Mo4中加入鎳，主要是為了提高鋼的耐硫酸的腐蝕性能，并為隨后的一些試驗所證實(見圖1-1-20〕和表1-1-9，但是向鐵素體和超級鐵素體不銹鋼中加入少量鎳的主要貢獻則是鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度的顯著降低和韌性以及強度的明顯提高。一些試驗結(jié)果見圖11-21和圖1-1-22及表1-1-10。正是由于這個原因，目前常用的超級鐵素體不銹鋼在嚴鉻控制有害元素C+N量的同時，一般都加入了2%?4%的鎳。

表1-1-9鎳對28%Cl4%Mo鋼耐蝕性的影響

應(yīng)爐冶煉鋼中C+N量要低得多。

鎳對高鉻鋁鐵素體不銹鋼室溫力學(xué)性能的影響見表1-1-10。

鎳對鐵素體和超級鐵素體不銹鋼的耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能，特別是在高濃MgCl2中具有非常不利的影響。鎳對鐵素體和超級鐵素體不銹鋼的一些試驗結(jié)果見圖1-1-23和表1-1-11。從圖1-1-23可知，含微量鎳（僅0.13%）時,25Cr-3Mo鋼在所試驗的條件下并不產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，但隨鎳量從1.14%、2.56%增加到3.91%,此鋼的應(yīng)力腐蝕敏感性逐步提高。

表1-1-10鎳對幾種高鉻鐵素體不銹鋼室溫力學(xué)性能的影響

表1-1-11中列入了鎳量對高純（真空冶煉，碳、氮量低）、高絡(luò)、高鉻鉬鐵素體不銹鋼耐沸騰氯化鎂應(yīng)力腐蝕的影響。NiAl%的有害作用是明顯的。

表1-1-12中的試驗結(jié)果表明，含鎳的超級鐵素體不銹鋼僅在沸騰42%MgCl2產(chǎn)生SCC,而不含鎳的普通鐵素體不銹鋼和超級鐵素體不銹鋼AL29-4C（00Cr29Mo4TiNb）在所試驗的條件下則均不產(chǎn)生SCC。一般認為，在沸騰Mgcl2中鎳的加入對鐵素體不銹鋼的滑移、膜破裂和再鈍化行為均產(chǎn)生影響；鎳可提高鋼的膜破裂傾向，延緩再鈍化速度并顯著增加鋼的氫脆敏感性。

表1-1-11在140t沸騰MgCl2中鎳對高純、高鉻、高鉻鉬不銹鋼應(yīng)力腐蝕性能的影響

表1-1-12鎳對鐵素體不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕性能的影響

表1-1-12中還指出，雖然含鎳的幾種超級鐵素體不銹鋼在高濃MgCl2介質(zhì)中會有應(yīng)力腐蝕敏感性，但在NaCl介質(zhì)中（沸騰25%NaCl和Wick試驗中）則是安全的。而超級鐵素體不銹鋼實際應(yīng)用中所遇到的也多為含Cl-的大氣和水介質(zhì)（包括海水）。因此，實際應(yīng)用中并未影響超級鐵素體不銹鋼作為耐氯化物應(yīng)力腐蝕材料的使用。

表1-1-13系在許多試驗條件下對兩種鐵素體不銹鋼444（00Crl8Mo2）和E-B26-1（高純Cr26Mo1）以及兩種含鎳的超級鐵素體不銹鋼SEA℃URE、AL29-4-2耐氯化物應(yīng)力腐蝕敏感性的評估?？梢钥闯?，Ni≤0.5%的兩種鐵素體不銹鋼均無應(yīng)力腐蝕敏感性，而含鎳的兩種超級鐵素體不銹鋼也僅在42%沸騰Mgcl2、600ppmCl-和100ppmCl~（海鹽+O2）高壓釜試驗條件下有應(yīng)力腐蝕敏感性或有產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的可能性。若將此表與后面的超級奧氏體不銹鋼中的圖1-2-111和超級雙相不銹鋼的表1-3-18相對比，更可明顯看出鐵素體和超級鐵素體不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕性能的優(yōu)越性。

表1-1-13在試驗介質(zhì)中對鐵素體和超級鐵素體不銹鋼應(yīng)力腐蝕敏感性的評估（試驗室加速試驗）