镍在不锈钢中的主要效果在于它改变了钢的晶体结构

镍在不锈钢中的首要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中添加镍的一个首要原因就是构成奥氏体晶体结构,然后改善比如可塑性、可焊接性和耐性等不锈钢的特色,所以镍被称为奥氏体构成元素。一般碳钢的晶体结构称为铁氧体,呈体心立方(BCC)结构,参与镍,促进晶体结构从体心立方(BCC) 结构转变为面心立方(FCC)结构,这种结构被称为奥氏体。然而,镍并不是仅有具有此种性质的元素。常见的奥氏体构成元素有:镍、碳、氮、锰、铜。这些元素在构成奥氏体方面的相对重要性关于猜想不锈钢的晶体结构具有重要意义。目前,人们现已研究出许多公式来表述奥氏体构成元素的相对重要性,最著名的是下面的公式:
奥氏体构成才干=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%
从这个等式可以看出:碳是一种较强的奥氏体构成元素,其构成奥氏体的才干是镍的30倍,但是它不能被添加到耐腐蚀的不锈钢中,由于在焊接后它会构成敏化腐蚀和随后的晶间腐蚀问题。氮元素构成奥氏体的才干也是镍的30倍,但是它是气体,想要不构成多孔性的问题,只能在不锈钢中添加数量有限的氮。添加锰和铜会构成炼钢过程中耐火生命削减和焊接的问题。
从镍等式中可以看出,添加锰关于构成奥氏体并不非常有用,但是添加锰可以使更多的氮溶解到不锈钢中,而氮正是一种非常强的奥氏体构成元素。在200系列的不锈钢中,正是用满意的锰和氮来替代镍构成100%的奥氏体结构,镍的含量越低,所需求参与的锰和氮数量就越高。例如在201型不锈钢中,只含有4.5%的镍,一同含有0.25%的氮。由镍等式可知这些氮在构成奥氏体的才干上相当于7.5%的镍,所以相同可以构成100%奥氏体结构。这也是200系列不锈钢的构成原理。在有些不符合规范的200系列不锈钢中,由于不能参与满意数量的锰和氮,为了构成100%的奥氏体结构,人为的削减了铬的参与量,这必定导致了不锈钢抗腐蚀才干的下降。
在不锈钢中,有两种相反的力气一同作用:铁素体构成元素不断构成铁素体,奥氏体构成元素不断构成奥氏体。毕竟的晶体结构取决于两类添加元素的相对数量。铬是一种铁素体构成元素,所以铬在不锈钢晶体结构的构成上和奥氏体构成元素之间是一种比赛联络。由于铁和铬都是铁素体构成元素,所以400系列不锈钢是完全铁素体不锈钢,具有磁性。在把奥氏体构成元素-镍参与到铁-铬不锈钢的过程中,跟着镍成分添加,构成的奥氏体也会逐步添加,直至一切的铁素体结构都被转变为奥氏体结构,这样就构成了300系列不锈钢。假如仅添加一半数量的镍,就会构成50%的铁素体和50%的奥氏体,这种结构被称为双相不锈钢。
400系列不锈钢是一种铁、碳合铬的合金。这种不锈钢具有马氏体结构和铁元素,因此具有正常的磁特性。400系列不锈钢具有很强的抗高温氧化才干,而且与碳钢比较,其物理特性和机械特性都有进一步的改善。大多数400系列不锈钢都可以进行热处理。
300系列不锈钢是一种含有铁、碳、镍和铬的合金材料,一种无磁性不锈钢材料,比400系列不锈钢具有更好的可锻特性。由于300系列不锈钢的奥氏体结构,因此它在许多环境中具有很强的抗腐蚀功用,具有很好的抗金属超应力引起的腐蚀所构成的开裂的功用,而且其材料特性不受热处理的影


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