镍与不锈钢基础知识

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1、鎳与不锈钢基础知识镍与不锈钢基础知识镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。 在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结 构，从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性， 所以镍被称为奥氏体形成元素。普通碳钢的晶体结构称为铁 氧体，呈体心立方(BCC)结构，加入镍，促使晶体结构从体 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，镍并不是唯一具有此种性质的元素。常 见的奥氏体形成元素有：镍、碳、氮、锰、铜。这些元素在 形成奥氏体方面的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构 具有重要意义。目前，人们已经研究出很多公式来表述奥氏 体形成元素的相对重

2、要性，最著名的是下面的公式： 奥氏体形成能力=Ni%+ 30C %+30N%+05Mn%+025Cu% 从这个等式可以看出：碳是一种较强的奥氏体形成元素，其 形成奥氏体的能力是镍的30倍，但是它不能被添加到耐腐 蚀的不锈钢中，因为在焊接后它会造成敏化腐蚀和随后的晶 间腐蚀问题。氮元素形成奥氏体的能力也是镍的30倍，但 是它是气体，想要不造成多孔性的问题，只能在不锈钢中添 加数量有限的氮。添加锰和铜会造成炼钢过程中耐火生命减 少和焊接的问题。从镍等式中可以看出，添加锰对于形成奥氏体并不非常有 效，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形成元素。在200系列的不锈钢中

3、，正 是用足够的链和氮来代替徐形成100%的奥氏体结构，镖的含 量越低，所需要加入的链和氮数量就越高。例如在201型不 锈钢中，只含有4. 5%的襟，同时含有0.25%的氮。由辣等式 可知这些氮在形成奥氏体的能力上相当于7.5%的傑，所以同 样可以形成100%奥氏体结构。这也是200系列不锈钢的形成 原理。在有些不符合标准的200系列不锈钢中，由于不能加 入足够数量的猛和氮，为了形成100%的奥氏体结构，人为的 减少了珞的加入量，这必然导致了不锈钢抗腐蚀能力的下 降。在不锈钢中，有两种相反的力量同时作用：铁素体形成元素 不断形成铁素体，奥氏体形成元素不断形成奥氏体。最终的 晶体结构取决于两类添

4、加元素的相对数量。珞是一种铁素体 形成元素，所以珞在不锈钢晶体结构的形成上和奥氏体形成 元素之间是一种竞争关系。因为铁和珞都是铁素体形成元 素，所以400系列不锈钢是完全铁素体不锈钢，具有磁性。 在把奥氏体形成元素-镖加入到铁-珞不锈钢的过程中，随着 繰成分增加，形成的奥氏体也会逐渐增加，直至所有的铁素 体结构都被转变为奥氏体结构，这样就形成了 300系列不锈 钢。如果仅添加一半数量的徐，就会形成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、碳合珞的合金。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能力，而且与碳钢相比，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性能，具有很好的抗金属超应力引起的 腐蚀所造成的断裂的性能，而且其材料特性不受热处理的影 响。