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Ni元素对钢的组织与性能的影响

时间:2019-05-16? 来源:青岛丰东热处理 ?作者:青岛丰东热处理 点击:
对钢的显微组织及热处理的作用
1)镍和铁能无限固溶,镍扩大铁的奥氏体区,即升高A4点,降低A3点,是形成和稳定奥氏体的主要合金元素;
2)镍和碳不形成碳化物;
3)降低临界转变温度,降低钢中各元素的扩散速率,提高淬透性;
4)降低共析珠光体的碳含量,其作用仅次于氮而强于锰。在降低马氏体转变温度方面的作用为锰的一半。
对钢的力学性能的作用
1)强化铁素体并细化和增多珠光体,提高钢的强度,不显著影响钢的塑性;
2)含镍钢的碳含量可适当降低,因而可使韧性和塑性有所改善;
3)提高钢的疲劳抗力,减小钢对缺口的敏感性;
4)由于对钢的淬透性和耐回火性的作用并不十分明显,镍对调质钢的意义不大;
5)降低钢的低温脆化转变温度,镍的质量分数为3.5%的钢可在-100℃时使用,镍的质量分数为9%的钢可在-196℃时使用。
对钢的物理、化学及工艺性能的作用
1)强烈降低钢的热导率和电导率;
2)镍的质量分数<30%的奥氏体钢呈顺磁性,即无磁钢。镍的质量分数>30%的Fe-Ni合金是重要的精密软磁材料;
3)镍的质量分数超过15%~20%的钢对硫酸和盐酸有很高的耐蚀性,但不能耐硝酸的腐蚀。总的来说,含镍钢对酸、碱、盐以及大气都有一定的耐蚀性。含镍的低合金钢还有较高的腐蚀疲劳抗力。含镍钢在含硫和CO的气氛中加热时易发生热脆和侵蚀性气孔;
4)含镍较高的钢在按焊接时应采用奥氏体焊条,以防止裂缝;
5)含镍钢中易出现带状组织和白点缺陷,应在生产工艺中加以防止。
在钢中的作用
1)单纯的镍钢只在要求有特别高的冲击韧性或很低的工作温度时才使用;
2)机械制造中使用的镍铬或镍铬钼钢,在热处理后能获得强度和韧性配合良好的综合力学性能。含镍钢特别适用于需要表面渗碳部件;
3)在高合金奥氏体不锈耐热钢中镍是奥氏体化元素,能提供良好的综合性能,主要为NiCr系钢。CrMnN、CrAlSi、FeAlMn钢,在一定用途上可取代CrNi系钢;
4)由于镍的稀缺,又是重要的战略物资。非在用其它合金元素不可能达到性能要求时,应尽量少用和不用镍作为钢的合金元素。

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