镍(Ni)在合金产品中起着重要作用
加强金相组织,优化金属中的铁素体,总体效果是提高抗压强度,对可塑性的影响不明显。一般来说,对于冷轧、淬火或退火状态下不需要调质热处理的高碳钢,镍含量比铝合金强度提高,延展性不明显降低。根据调查,每1%左右的镍可以提高29.41Pa的抗压强度。随着镍含量的提高,铝合金的抗拉强度比抗压强度提高得更快,因此镍钢的妥协比可以高于碳结构钢。与其它合金成分相比,镍对延展性、可塑性和其它使用性能的不良影响较小,同时提高铝合金强度。对于低碳钢,由于镍降低了铁素体的转化温度,使铁素体变窄;由于镍减少了均匀晶点的碳含量,与碳含量相同的碳钢相比,其铁素体数量众多,使得含镍的铁素体金相组织钢的强度高于碳含量相同的碳钢。相反,如果使钢的强度相同,可以适当调节镍钢的碳含量,从而使钢的韧性和塑性逐渐提高。镍可以提高钢对疲劳的抵抗力,降低钢对空缺的敏感度。对于超低温建筑用钢来说,镍降低钢的超低温脆性转变温度是非常重要的。含镍量为3.5%的钢可在-100℃时运行,含镍量为9%的钢可在-196℃时运行。镍减少了钢对应力松弛的抵抗力,因此一般不能作为热强钢的加强元素。
镍含量高的铁镍合金的线膨胀系数随着镍含量的调整而发生显著变化。利用这一特性,可以设计和制造特别钢材和双金属复合材料,具有低的膨胀系数。此外,镍添加钢不仅能耐酸,还能耐碱底漆,对空气和东台有耐腐蚀性。镍是不锈钢和酸钢的重要元素之一。
(1)钢材显做组织和热处理工艺的功效
A、镍和铁可以固溶处理,镍扩大铁马氏体区域,即上升A4点,减少A3点,是形成长期稳定马氏体的重要合金成分。
B、镍和碳不会产生渗碳体
C、降低匀晶铁素体的碳含量.它的作用仅次于氮气,强于锰。
对于钢的物理性能,效果如何?
A、强化金相组织,优化和增加铁素体,提高钢的强度,看不出对钢有害的可塑性
B、镍钢的碳含量可以适当调节,这样可以显著提高韧性和塑性。
C、提高钢的疲劳抵抗力,降低钢对空缺的敏感性
D、由于对于提高钢材的切削性能和回火稳定性没有很强的作用,镍对调质钢没有任何意义。
E、降低含Ni3.5.5的钢材超低温老化转化温度。%含有Ni9的钢材可在-100℃时进行,%钢材可在-196℃时进行。对于钢材的物理、有机化学和使用性能,(3)
A、钢的导热系数和电阻率明显降低
B、Ni<30%奥氏体钢表现出顺磁物质,即无磁钢。Ni>30%Fe-Ni合金是一种极其重要的高精度铁磁材料。
C、含镍超出15%-20%钢对硫酸和盐酸有很高的耐腐蚀性,但不能抵抗氰化钠的腐蚀。一般来说,镍钢对酸、碱、盐及其空气有耐腐蚀性。含镍的高合金钢也具有很高的腐蚀性和疲劳性。镍钢在硫含量和一氧化碳的气氛中容易产生热脆性和侵蚀性出气孔。
D、在焊接过程中,含镍相对较高的钢应采用马氏体焊丝,以避免缝隙
E、含镍钢易发生带状组织和白点缺陷,应在生产过程中使用,以避免
(4)钢中的应用
A、只有当需要较高的断裂韧性或极低的操作温度时,才能使用单一的镍钢。
B、机械设备制造中常用的镍铬合金或镍钼钢,经过调质处理后,可获得较好的强度延展性和综合物理性能。含镍钢特别适用于需要在表面渗氮的部件
C、镍是大合金奥氏体不锈钢耐磨钢中的奥氏体化原素,可以提供好的综合性能,多为NiCr系钢,CrMnN、CrAlSi、在某些主要用途上,FeAlMn钢可替代CrNi系钢。
D、因为镍的缺少性,也是极其重要的军用用品。如果不使用其他铝合金元家,不太可能达到技术性能,至少应该使用和不使用镍作为钢的合金成分。