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合金元素鎳在鋼中的作用(Ni)

Ni.jpg

一、鎳對(duì)鋼的顯微組織及熱處理的影響

1鎳和鐵能無(wú)限固溶,鎳擴(kuò)大鐵的奧氏體區(qū),是形成和穩(wěn)定奧氏體的主要合金元素。

2)鎳和碳不形成碳化物。

3)降低臨界轉(zhuǎn)變溫度,降低鋼中各元素的擴(kuò)散速率,提高淬透性。

4降低共析珠光體的碳含量,其作用僅次于氮而強(qiáng)于錳。在降低馬氏體轉(zhuǎn)變溫度方面的作用約為錳的一半。

 

二、鎳對(duì)鋼的力學(xué)性能的影響

1)強(qiáng)化鐵素體并細(xì)化和增多珠光體,提高鋼的強(qiáng)度,對(duì)鋼的塑性影響較小,常見含鎳鋼產(chǎn)品如圖。

含鎳鋼產(chǎn)品

2)含鎳鋼的碳含量可適當(dāng)降低,因而可使韌性和塑性有所改善。

3提高鋼的疲勞性能,減小鋼對(duì)缺口的敏感性。

4)由于對(duì)提高鋼的淬透性和回火穩(wěn)定性的作用并不是十分強(qiáng),鎳對(duì)調(diào)質(zhì)鋼的意義不大。

 

三、鎳對(duì)鋼的物理、化學(xué)及工藝性能的影響

1極大降低鋼的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率。

2)鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于30%的鋼呈現(xiàn)順磁性(即無(wú)磁鋼),鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于30%的鐵鎳合金是重要的精密軟磁材料。

軟磁貼條

3)鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%-20%或更高的鋼對(duì)硫酸和鹽酸有很高的耐蝕性,但不能耐硝酸的腐蝕。概括來(lái)說(shuō),含鎳鋼對(duì)酸、堿以及大氣有一定的耐腐蝕能力。

4鎳含量較高的鋼在焊接時(shí)應(yīng)采用奧氏體焊條,以防止裂紋的產(chǎn)生。

5)含鎳鋼中易出現(xiàn)帶狀組織和白點(diǎn)缺陷,應(yīng)在生產(chǎn)工藝中加以防止。

 

四、鎳在鋼中的應(yīng)用

1)單純的鎳鋼只在有特別高的沖擊韌度或很低的工作溫度要求時(shí)才使用。

2)機(jī)械制造中使用的鎳鉻或鎳鉻鉬鋼,在熱處理后能獲得強(qiáng)度和韌性配合良好的綜合力學(xué)性能。含鎳鋼特別適用于需要表面滲碳的零件,如圖。

               

a)凸輪機(jī)構(gòu)軸  b)傳動(dòng)軸

表面滲碳零件

3)在高合金奧氏體不銹耐熱鋼中鎳是奧氏體化元素,能提供良好的綜合性能,主要為NiCr系鋼。

304不銹鋼棒

4)由于鎳比較稀缺,又是重要的戰(zhàn)略物資,除非在用其他合金元素不可能達(dá)到性能要求時(shí)才會(huì)采用,一般應(yīng)盡量少用或不用鎳作為鋼的合金元素。


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