鎳與不銹鋼基礎(chǔ)知識

1、.鎳與不銹鋼根底知識鎳在不銹鋼中的主要作用在于它改變了鋼的晶體構(gòu)造。在不銹鋼中增加鎳的一個主要原因就是形成奧氏體晶體構(gòu)造，從而改善諸如可塑性、可焊接性和韌性等不銹鋼的屬性，所以鎳被稱為奧氏體形成元素。普通碳鋼的晶體構(gòu)造稱為鐵氧體，呈體心立方BCC構(gòu)造，參加鎳，促使晶體構(gòu)造從體心立方BCC 構(gòu)造轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎紽CC構(gòu)造，這種構(gòu)造被稱為奧氏體。然而，鎳并不是唯一具有此種性質(zhì)的元素。常見的奧氏體形成元素有：鎳、碳、氮、錳、銅。這些元素在形成奧氏體方面的相對重要性對于預(yù)測不銹鋼的晶體構(gòu)造具有重要意義。目前，人們已經(jīng)研究出很多公式來表述奧氏體形成元素的相對重要性，最著名的是下面的公式：奧氏體形成才能=N

2、i%+ 30C %+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%從這個等式可以看出：碳是一種較強的奧氏體形成元素，其形成奧氏體的才能是鎳的30倍，但是它不能被添加到耐腐蝕的不銹鋼中，因為在焊接后它會造成敏化腐蝕和隨后的晶間腐蝕問題。氮元素形成奧氏體的才能也是鎳的30倍，但是它是氣體，想要不造成多孔性的問題，只能在不銹鋼中添加數(shù)量有限的氮。添加錳和銅會造成煉鋼過程中耐火生命減少和焊接的問題。從鎳等式中可以看出，添加錳對于形成奧氏體并不非常有效，但是添加錳可以使更多的氮溶解到不銹鋼中，而氮正是一種非常強的奧氏體形成元素。在200系列的不銹鋼中，正是用足夠的錳和氮來代替鎳形成100%的奧氏體構(gòu)造，鎳的含量

3、越低，所需要參加的錳和氮數(shù)量就越高。例如在201型不銹鋼中，只含有4.5%的鎳，同時含有0.25%的氮。由鎳等式可知這些氮在形成奧氏體的才能上相當于7.5%的鎳，所以同樣可以形成100%奧氏體構(gòu)造。這也是200系列不銹鋼的形成原理。在有些不符合標準的200系列不銹鋼中，由于不能參加足夠數(shù)量的錳和氮，為了形成100%的奧氏體構(gòu)造，人為的減少了鉻的參加量，這必然導(dǎo)致了不銹鋼抗腐蝕才能的下降。在不銹鋼中，有兩種相反的力量同時作用：鐵素體形成元素不斷形成鐵素體，奧氏體形成元素不斷形成奧氏體。最終的晶體構(gòu)造取決于兩類添加元素的相對數(shù)量。鉻是一種鐵素體形成元素，所以鉻在不銹鋼晶體構(gòu)造的形成上和奧氏體形成元

4、素之間是一種競爭關(guān)系。因為鐵和鉻都是鐵素體形成元素，所以400系列不銹鋼是完全鐵素體不銹鋼，具有磁性。在把奧氏體形成元素-鎳參加到鐵-鉻不銹鋼的過程中，隨著鎳成分增加，形成的奧氏體也會逐漸增加，直至所有的鐵素體構(gòu)造都被轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體構(gòu)造，這樣就形成了300系列不銹鋼。假如僅添加一半數(shù)量的鎳，就會形成50%的鐵素體和50%的奧氏體，這種構(gòu)造被稱為雙相不銹鋼。400系列不銹鋼是一種鐵、碳合鉻的合金。這種不銹鋼具有馬氏體構(gòu)造和鐵元素，因此具有正常的磁特性。400系列不銹鋼具有很強的抗高溫氧化才能，而且與碳鋼相比，其物理特性和機械特性都有進一步的改善。大多數(shù)400系列不銹鋼都可以進展熱處理。300系列不銹鋼是一種含有鐵、碳、鎳和鉻的合金材料，一種無磁性不銹鋼材料，比400系列不銹鋼具有更好的可鍛特性。由于300系列不銹鋼的奧氏體構(gòu)