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合金元素镍在钢中的作用(Ni)

Ni.jpg

一、镍对钢的显微组织及热处理的影响

1镍和铁能无限固溶,镍扩大铁的奥氏体区,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约为锰的一半。

 

二、镍对钢的力学性能的影响

1)强化铁素体并细化和增多珠光体,提高钢的强度,对钢的塑性影响较小,常见含镍钢产品如图。

含镍钢产品

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提高钢的疲劳性能,减小钢对缺口的敏感性。

4)由于对提高钢的淬透性和回火稳定性的作用并不是十分强,镍对调质钢的意义不大。

 

三、镍对钢的物理、化学及工艺性能的影响

1极大降低钢的热导率和电导率

2)镍的质量分数小于30%的钢呈现顺磁性(即无磁钢),镍的质量分数大于30%的铁镍合金是重要的精密软磁材料。

软磁贴条

3)镍的质量分数15%-20%或更高的钢对硫酸和盐酸有很高的耐蚀性,但不能耐硝酸的腐蚀。概括来说,含镍钢对酸、碱以及大气有一定的耐腐蚀能力

4镍含量较高的钢在焊接时应采用奥氏体焊条,以防止裂纹的产生。

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。

 

四、镍在钢中的应用

1)单纯的镍钢只在有特别高的冲击韧度或很低的工作温度要求时才使用。

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的零件,如图。

               

a)凸轮机构轴  b)传动轴

表面渗碳零件

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。

304不锈钢棒

4)由于镍比较稀缺,又是重要的战略物资,除非在用其他合金元素不可能达到性能要求时才会采用,一般应尽量少用或不用镍作为钢的合金元素。


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