Efecte del níquel sobre l'acer inoxidable
El níquel és l’element principal d’aliatge de l’acer inoxidable austenític. La seva funció principal és estabilitzar l’austenita i assegurar -se que l’acer té una estructura austenítica completa. Això fa que l’acer tingui una bona resistència, plasticitat, duresa i excel·lent processament calent i fred, formació en fred, soldabilitat, rendiment de baixa temperatura i no magnètic. Al mateix temps, el níquel millora l’estabilitat termodinàmica de l’acer inoxidable austenític, fent -lo superior a la ferrita, martensita i altres acers inoxidables en resistència a la corrosió i resistència a l’oxidació i millora la seva tolerància a la reducció dels medis.
El níquel estabilitza fortament l’austenita i amplia la regió de la fase austenita. Per obtenir una sola estructura austenítica, quan l’acer conté 0. Aquesta és la fórmula bàsica del famós 18-8 Chrom-Nickel Austenitic Acer inoxidable. Amb l’augment del contingut de níquel, es pot eliminar completament la ferrita residual i es redueix significativament la tendència de la formació de fase σ; Al mateix temps, es redueix la temperatura de transformació martensítica i fins i tot es pot evitar la transformació de fase λ → M. No obstant això, un augment del contingut de níquel redueix la solubilitat del carboni en els acers inoxidables austenítics, augmentant així la tendència de la precipitació del carbur.
En els acers inoxidables austenítics de crom-níquel, el paper del níquel depèn principalment del seu efecte sobre l'estabilitat de l'austenita. Dins del rang de contingut de níquel on es pot produir una transformació martensítica, la força de l’acer disminueix i la plasticitat augmenta amb l’augment del contingut de níquel. La duresa (inclosa la duresa de temperatura molt baixa) dels acers inoxidables austenítics de crom-níquel amb estructura austenítica estable és molt bona i adequada per utilitzar-les com a acers de baixa temperatura. Per als acers inoxidables austenítics de crom-manganès, l’addició de níquel pot millorar encara més la seva duresa. El níquel també redueix significativament la tendència de durada del treball en fred dels acers inoxidables austenítics, principalment a causa de l’augment de l’estabilitat austenita, que redueix o elimina la transformació martensítica durant el treball en fred. L’addició de níquel redueix la taxa d’enduriment del treball en fred dels acers inoxidables austenítics, cosa que és beneficiosa per a la seva formació de treball en fred. L’augment del contingut de níquel també pot reduir la ferrita delta en 18-8 i 17-14-2 crom-níquel austenític acers inoxidables i millorar les propietats de treball calentes, però això pot ser perjudicial per a la soldabilitat i augmentar la tendència de soldadura de cracking calent.
A l’acer inoxidable austenític, l’addició de níquel millora l’estabilitat termodinàmica de l’acer i millora la resistència a la corrosió i la resistència a l’oxidació. A mesura que el contingut de níquel augmenta, també es millora la seva tolerància a la reducció dels suports. El níquel és un element important per millorar la resistència de l’acer inoxidable austenític a la corrosió d’estrès transgranular. En determinades condicions d’aigua d’alta temperatura i alta pressió, l’augment del contingut de níquel pot augmentar la sensibilitat a la corrosió d’estrès intergranular, però aquest efecte advers es pot alleujar augmentant el contingut de crom. A mesura que el contingut de níquel en acer inoxidable austenític augmenta, el seu contingut crític de carboni per a la corrosió intergranular disminueix i la sensibilitat a la corrosió intergranular augmenta. Pel que fa a la resistència a la corrosió del puny i a la crevice, l'efecte del níquel no és significatiu. El níquel també millora la resistència a l’oxidació de la temperatura de l’acer inoxidable austenític, principalment perquè el níquel millora la composició i les propietats de la pel·lícula d’òxid de crom. No obstant això, un contingut de níquel massa elevat pot comportar efectes adversos, principalment a causa de la presència de sulfur de níquel de baixa fusió als límits del gra de l'acer.
