1. Основные механизмы влияния никеля на низко-температурную вязкость.
Микроструктурная модификация: содействие образованию феррита-бейнита
Никель – сильныйстабилизатор аустенитачто задерживает превращение аустенита в хрупкие микроструктуры (например, мартенсит, крупный перлит) во время охлаждения. Вместо этого он поощряет формированиетонкая, пластичная ферритовая-бейнитная матрица-ключевая микроструктура, обеспечивающая хорошую низкотемпературную-стойкость. Эта мелкозернистая-структура снижает вероятность зарождения и распространения трещин при низких температурах.Упрочнение феррита твердым раствором
Атомы никеля равномерно растворяются в ферритной матрице, повышая ее прочность без чрезмерного упрочнения (в отличие от углерода или марганца). Это снижаеттемпература перехода от пластичного-к-хрупкому состоянию (DBTT)-важный показатель для работы при низких-температурах-означает, что ASTM A588 класса B остается пластичным и устойчивым к хрупкому разрушению при таких низких температурах, как-40 градусов (-40 градусов по Фаренгейту)(для марки Б с оптимальным содержанием никеля).Улучшение прочности границ зерен
Никель слегка сегрегирует на границах зерен, уменьшая хрупкость зернограничных фаз (например, цементита) и предотвращая межзеренное растрескивание-, распространенный вид разрушения сталей, подверженных атмосферным воздействиям, при низких температурах.
2. Влияние содержания никеля за пределами стандартного диапазона
Ниже 0,50% Ni: Недостаточная стабилизация аустенита приводит к образованию более грубых и хрупких микроструктур (например, перлита). DBTT повышается, и сталь может подвергнуться хрупкому разрушению при температуре выше -20 градусов (-4 градуса F).
Выше 1,50% Ni: Хотя ударная вязкость может незначительно повыситься, избыток никеля увеличивает производственные затраты и может снизить способность стали образовывать патину-(ключевое свойство атмосферостойкой стали) за счет изменения баланса сплава с медью (Cu) и хромом (Cr).
3. Синергия с другими элементами сплава.
Медь усиливает образование патины и дополняет упрочнение твердого раствора никеля.
Хром улучшает микроструктуру и химическую стабильность ферритовой матрицы, поддерживая эффект снижения DBTT-никеля.
