鎳元素是不銹鋼中僅次于鉻的重要合金元素。為了耐還原性酸和堿介質(zhì)的腐蝕,鋼中僅含有是不夠的,必須向鋼中加入鎳。鎳可促進不銹鋼登鈍化膜的穩(wěn)定性,提高不銹鋼的熱力學(xué)穩(wěn)定性。因此,不銹鋼中鉻和鎳共存,可顯著強化不銹鋼的不銹性和耐蝕性。鎳對不銹鋼的高溫抗氧化性有益,但對抗硫化性有害。因為鎳與硫作用易形成低熔點硫化物。而低熔點硫化物的形成會顯著降低鋼的熱加工性。
鎳和鉻組合能顯著提高奧氏體不銹鋼在苛性介質(zhì)中的耐蝕性。雖然在耐點蝕、耐縫隙腐蝕的PRE值并沒有鎳的作用在內(nèi),但在低鉻、鉬含量的通用鉻鎳奧氏體不銹鋼中,鎳的作用還是有益的。
鎳能顯著改善不銹鋼的塑、韌性,可使具有脆性轉(zhuǎn)變溫度的一些不銹鋼的脆性溫度下移。
鎳可提高一些不銹鋼的冷成型性和焊接性,降低奧氏體不銹鋼的冷加工研化傾向。
一、奧氏體不銹鋼
在主要元素為鐵之基材中,加入鉻(含量約16至25 wt%)及鎳(含量約7至20 wt%)而成。 鎳使合金保持在奧氏體,具有較佳之高溫性質(zhì)、低溫韌性、耐蝕性及成形性。 奧氏體不銹鋼,有最佳的抗蝕能力,因此占了不銹鋼全部使用量的70 %。
二、鐵素體不銹鋼
主要元素僅有鐵及鉻,鉻含量約12至30 wt%,此鋼種在不同溫度下均為鐵素體,即不會因溫度的變化而發(fā)生相變化,國際上常以400系不銹鋼稱之。 由于合金元素少了鎳,故為較廉價的不銹鋼,耐蝕性相對奧氏體不銹鋼也較差,其中代表鋼種為430不銹鋼,鉻含量約17 wt%,雖然耐蝕性較差,但有成本低廉的優(yōu)勢,因此,在一般工業(yè)與日常生活上,低腐蝕環(huán)境下,仍廣泛使用。
三、馬氏體不銹鋼
此型不銹鋼,含鉻量約12至17 wt%,含碳量約0.15至1.2 wt%,為400系及500系不銹鋼,基本型是410,其鉻含量約13 wt%,在高溫時,此鋼種為奧氏體結(jié)構(gòu),經(jīng)快速冷卻后,轉(zhuǎn)變成馬氏體,具鐵磁性。
四、析出硬化型不銹鋼
此鋼種以17-7奧氏體不銹鋼為基礎(chǔ),添加少量合金元素,如鋁與銅,藉由熱處理促使析出物析出,而達到增進強度的效果,具有優(yōu)良的強度、耐蝕性和切削性,適合制作航太工業(yè)等用途的高精度元件。
五、雙相型不銹鋼
雙相型不銹鋼為近年開始發(fā)展的不銹鋼,其目的是為了克服奧氏體不銹鋼容易在含氯環(huán)境下,產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的缺點。 在常溫下,為奧氏體與馬氏體雙相共存,且二相比例幾乎相等。 此鋼種將鉻含量調(diào)整至24 wt% ;鎳含量調(diào)整至7 wt%以上,使其在常溫下呈雙相狀態(tài),故其強度、韌性、與應(yīng)力腐蝕耐受性,可介于奧氏體不銹鋼及鐵素體不銹鋼之間。