鎳是優(yōu)秀的耐腐蝕材料,,也是合金鋼的重要合金化元素。鎳在鋼中是構(gòu)成奧氏體的元素,,但低碳鎳鋼要取得純奧氏體組織,,含鎳量要到達24%,;而只要含鎳27%時才使鋼在某些介質(zhì)中的耐腐蝕性能顯著改動。所以鎳不能單獨構(gòu)成不銹鋼,。但是鎳與鉻同時存在于不銹鋼中時,,含鎳的不銹鋼卻具有許多可貴的性能。
基于上面的狀況可知,鎳作為合金元素在不銹鋼中的作用,,在于它使高鉻鋼的組織發(fā)作變化,,從而使不銹鋼的耐腐蝕性能及工藝性能取得某些改善。
鉻鎳奧氏體鋼衛(wèi)生級彎頭的優(yōu)點固然很多,,但近幾十年因由于鎳基耐熱合金與含鎳20%以下的熱強鋼的大量開展與應(yīng)用,,以及衛(wèi)生級彎頭化學(xué)工業(yè)日益開展對不銹鋼的需求量越來越大,而鎳的礦藏量較少且又集中散布在少數(shù)地域,,因而在世界范圍內(nèi)呈現(xiàn)了鎳在供和需方面的矛盾,。
所以在不銹鋼與許多其他合金范疇(如大型鑄鍛件用鋼、工具鋼,、熱強鋼等)中,,特別是鎳 的資源比擬缺乏的國度,普遍地展開了節(jié)鎳和以其他元素代鎳的科學(xué)研討與消費理論,,在這方面研討和應(yīng)用比擬多的是以錳和氮來替代不銹鋼與耐熱鋼中的鎳,。
錳關(guān)于奧氏體衛(wèi)生級彎頭的作用與鎳類似。但說得確切一些,,錳的作用不在于構(gòu)成奧氏體衛(wèi)生級彎頭,,而是在于它降低鋼的臨界淬火速度,在冷卻時增加奧氏體的穩(wěn)定性,,抑止奧氏體的合成,,使高溫下構(gòu)成的奧氏體得以堅持到常溫。在進步鋼的耐腐蝕性能方面,,錳的作用不大,,如鋼中的 含錳量從0到10.4%變化,也不使鋼在空氣與酸中的耐腐蝕性能發(fā)作明顯的改動,。
這是由于錳對進步鐵基固溶體的電極電位的作用不大,,構(gòu)成的氧化膜的防護作用也很低,所以工業(yè)上雖有以錳合金化的奧氏體鋼(如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN,、ZGMn13鋼等),,但它們不能作為不銹鋼運用。
錳在鋼中穩(wěn)定奧氏體的作用約為鎳的二分之一,,即2%的氮在鋼衛(wèi)生級彎頭中的作用也是穩(wěn)定奧氏體,,并且作用的水平比鎳還要大。例如,,欲使含18%鉻的鋼在常溫下取得奧氏體組織,,以錳和氮代鎳的低鎳不銹鋼與元鎳的鉻錳氮不誘鋼衛(wèi)生級彎頭,目前已在工業(yè)中取得應(yīng)用,,有的已勝利地替代了經(jīng)典的18-8鉻鎳不銹鋼,。