Vpliv niklja na nerjavno jeklo
Nikelj je glavni legirni element v avstenitnem nerjavnem jeklom. Njegova glavna funkcija je stabilizirati Austenit in zagotoviti, da ima jeklo popolno avstenitno strukturo. Zaradi tega je jeklo dobro trdnost, plastičnost, žilavost in odlično vroče in hladno predelavo, hladno oblikovanje, varljivost, nizko temperaturo in ne-magnetne. Hkrati nikelj izboljšuje termodinamično stabilnost avstenitnega nerjavečega jekla, zaradi česar je boljši od ferita, martenzita in drugih nerjavečih jekel v korozijski odpornosti in oksidacijski odpornosti ter izboljša njegovo toleranco na zmanjšanje medijev.
Nikelj močno stabilizira Austenit in razširi območje faze avstenita. Za pridobitev ene avstenitne konstrukcije, ko jeklo vsebuje 0. 1% ogljika in 18% kroma, je potrebna minimalna vsebnost niklja približno 8%. To je osnovna formula znanega 18-8 kroma-nikljajočega nerjavečega jekla. S povečanjem vsebnosti niklja se lahko preostali ferit v celoti odpravi in nagnjenost nastanka σ faze znatno zmanjša; Hkrati se zniža temperatura martenzidne transformacije in se izognemo celo fazni transformaciji λ → M. Vendar povečanje vsebnosti niklja zmanjšuje topnost ogljika v avstenitnih nerjavnih jeklah in s tem poveča težnjo padavin karbida.
V austenitnih nerjavnih jeklah kroma-niklja je vloga niklja odvisna predvsem od njegovega učinka na stabilnost avstenita. V območju vsebnosti niklja, kjer se lahko pojavi martenzitna transformacija, se trdnost jekla zmanjša in plastičnost se poveča z naraščajočo vsebnostjo niklja. Živahnost (vključno z zelo nizko temperaturno žilavostjo) austenitnih nerjavečih jekel s krom-niklje s stabilno avstenitno strukturo je zelo dobra in primerna za uporabo kot nizkotemperaturna jekla. Za krom-mangansko avstenitno nerjaveče jekla lahko dodajanje niklja še izboljša njihovo žilavost. Nikelj tudi znatno zmanjšuje težnjo hladnega dela avstenitnih nerjavečih jekel, predvsem zaradi povečanja stabilnosti avstenita, kar zmanjšuje ali odpravlja martenzitno preobrazbo med hladnim delom. Dodatek niklja zmanjšuje hitrost utrjevanja hladnega dela avstenitnih nerjavečih jekel, kar je koristno za njihovo hladno delovno oblikovanje. Povečanje vsebine niklja lahko zmanjša tudi Delta Ferrit v 18-8 in 17-14-2 avstenitnim nerjavnim jekla kromij-nikelj in izboljša vroče delovne lastnosti, vendar je to lahko škodljivo za valilnost in povečal nagnjenost kljubljenja vročega razpokanja.
Pri avstenitnem nerjavnem jeklom dodajanje niklja izboljša termodinamično stabilnost jekla in izboljša korozijsko odpornost in oksidacijsko odpornost. Ko se vsebnost niklja povečuje, se izboljša tudi njegova toleranca do zmanjšanja medijev. Nikelj je pomemben element za izboljšanje odpornosti avstenitnega nerjavečega jekla do korozije transgranularnega stresa. V določenih pogojih visoke temperature in visoke tlačne vode lahko povečanje vsebnosti niklja poveča občutljivost na korozijo medgranularnega stresa, vendar lahko ta škodljivi učinek ublažimo s povečanjem vsebnosti kroma. Ko se vsebnost niklja v avstenitnem nerjavnem jeklom povečuje, se njegova kritična vsebnost ogljika za medgranularno korozijo zmanjšuje in občutljivost na intergranularno korozijo poveča. Kar zadeva odpornost proti koroziji in vrzeli, učinek niklja ni pomemben. Nikelj izboljša tudi visoko temperaturno oksidacijsko odpornost avstenitnega nerjavečega jekla, predvsem zato, ker nikelj izboljšuje sestavo in lastnosti filma o kromiju oksida. Vendar pa je previsoka vsebnost niklja lahko privede do škodljivih učinkov, predvsem zaradi prisotnosti nizko talilnega nikljevega sulfida na mejah zrn v jeklu.
