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(jìn)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(xiàn)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(yán)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(rèn)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。可以看出，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）