Žveplo ima izjemno nizko topnost v nikljevi matrici in je nagnjeno k reakciji z legirnimi elementi (kot so Ni, Fe, Cr), da nastanesulfidi z nizkim-tališčem-(npr. Ni3S₂, CrS, FeS). Tališče teh sulfidov je na splošno med 600–900 stopinjami, kar je precej nižje od vroče delovne temperature zlitin na osnovi -niklja (1000–1200 stopinj).
Med vročo obdelavo (npr. kovanje, valjanje, ekstrudiranje) se ti sulfidi najprej stopijo in tvorijo tekoči film vzdolž meja zrn. Ta film oslabi vezno silo med zrni, kar vodi dointergranularno razpokanjeko je zlitina izpostavljena zunanjim obremenitvam. Ta pojav se imenujevroča krhkost, ki resno zmanjša plastičnost zlitine pri vročem delu in povzroči napake pri obdelavi, kot so razpoke in razpoke.
Ko vsebnost žvepla preseže mejo, se bodo drobni delci sulfida oborili vzdolž meja zrn ali znotraj matrice. Ti delci delujejo kot viri koncentracije napetosti. Ko je zlitina izpostavljena udarcem ali nizko{2}}temperaturni obremenitvi, so mikrorazpoke nagnjene k nastanku in širjenju okoli sulfidnih delcev, kar povzroči oster padec zlitineCharpy udarna žilavostinlomna žilavost.
Pri zlitinah-na osnovi niklja, ki se uporabljajo pri nizkih-temperaturah ali kriogenih okoljih (npr. oprema za utekočinjeni zemeljski plin), bo povečanje vsebnosti žvepla znatno povečalo tveganje krhkega loma.
Sulfidi so elektrokemično heterogeni z nikljevo matrico. V korozivnih medijih (kot so raztopine, ki vsebujejo klorid-, kisla okolja) se med sulfidnimi delci in matriko tvori galvanski člen. Sulfidi delujejo kot anoda in prednostno korodirajo, kar povzroči nastanek luknjičaste korozije.
Poleg tega bo izločanje sulfida na mejah zrn uničilo kontinuiteto pasivnega filma (Cr₂O3) na površini zlitine, kar bo zmanjšalo odpornost zlitine na interkristalno korozijo in napetostno korozijsko razpokanje (SCC). Ta učinek je še posebej očiten v vodnih okoljih z visoko-temperaturo in visokim{2}}tlakom (npr. hladilni sistemi jedrskega reaktorja).
Fosfor je tipičensegregacijski element zrnate meje. Celo v sledovih se nagiba k ločevanju na mejah zrn zlitin na osnovi niklja-med strjevanjem ali toplotno obdelavo, namesto da bi se enakomerno raztopil v matrici.
Ločevanje fosforja na mejah zrn zmanjša kohezijo atomov na mejah zrn, zaradi česar postanejo meje zrn šibka povezava zlitine. Pri sobni temperaturi ali nizkih temperaturah, ko je zlitina izpostavljena natezni ali upogibni napetosti, so razpoke nagnjene k nastanku in širjenju vzdolž fosfor-ločenih meja zrn, kar povzročiintergranularni krhki zlom. Ta pojav se imenujehladno krhkost, kar povzroči znatno zmanjšanje raztezka in zmanjšanja površine zlitine.
Med postopkom varjenja zlitin na osnovi-niklja bo fosfor zaradi hitrega ohlajanja izločil na mejah zrn kovine zvara in toplotno{1}}prizadetega območja (HAZ). Ločeni fosfor zmanjša trdnost meje zrn zvarnega spoja in poveča občutljivost narazpoke strjevanja zvarainlikvidacijske razpoke.
Pri zvarih z-osnove niklja, ki se uporabljajo v kritični opremi (npr. kemični reaktorji, jedrski parni generatorji), lahko razpoke zvarov, ki jih povzroči-fosfor, resno skrajšajo življenjsko dobo in varnost opreme ter celo povzročijo katastrofalne nesreče.
Pri zlitinah-na osnovi niklja, ki se uporabljajo v okoljih z visoko-temperaturo (npr. lopatice turbin letalskih-motorjev, komponente industrijskih peči), bo segregacija fosforja na mejah zrn pospešiladrsenje meje zrnpod dolgotrajno-visoko{1}}temperaturno obremenitvijo. To pospeši deformacijo zlitine zaradi lezenja in skrajša življenjsko dobo do zloma zaradi lezenja.
Poleg tega lahko fosfor spodbuja rast karbidov na mejah zrn, s čimer uniči učinek zapenjanja karbidov na mejah zrn in dodatno zmanjša visoko-temperaturno strukturno stabilnost zlitine.
V industrijski proizvodnji je vsebnost žvepla in fosforja v zlitinah-na osnovi niklja strogo nadzorovana glede na scenarije uporabe:
Za splošne korozijsko-odporne-zlitine na osnovi niklja (npr. Hastelloy C276, Inconel 625) je vsebnost S in P običajno omejena naManj ali enako 0,01 %.
Za visoko{0}}zlitine na osnovi niklja-, ki se uporabljajo v vesolju, jedrski energiji in na drugih področjih (npr. Inconel 718, Waspaloy), mora biti vsebnost S in PManj ali enako 0,005 %za zagotavljanje izjemnih mehanskih lastnosti in varnosti pri uporabi.
Strog nadzor žveplovih in fosforjevih nečistoč je ključna povezava pri taljenju in predelavi zlitin na osnovi niklja-, ki neposredno določa, ali lahko zlitina izpolnjuje zahteve glede učinkovitosti kritičnih inženirskih aplikacij.
