ผลกระทบของนิกเกิลต่อเหล็กกล้าไร้สนิม

Jul 18, 2022

ฝากข้อความ


นิกเกิลเป็นองค์ประกอบโลหะผสมหลักในเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก หน้าที่หลักของมันคือการทำให้ออสเทนไนต์เสถียร เพื่อให้เหล็กได้โครงสร้างออสเทนนิติกที่สมบูรณ์ เพื่อให้เหล็กมีความแข็งแรง ความเป็นพลาสติก และความเหนียวผสมผสานกันอย่างลงตัว และมีความสามารถในการขึ้นรูปเย็นและร้อนได้ดีเยี่ยม ขึ้นรูปเย็น เชื่อม อุณหภูมิต่ำ และ คุณสมบัติที่ไม่ใช่แม่เหล็ก ในเวลาเดียวกัน มันช่วยปรับปรุงความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์ของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก เพื่อให้ไม่เพียงแต่ดีกว่าเฟอร์ไรท์ที่มีปริมาณโครเมียมและโมลิบดีนัมเท่ากันเท่านั้น มาร์เทนไซต์และเหล็กกล้าไร้สนิมอื่นๆ มีคุณสมบัติต้านทานการเกิดสนิมและความต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ดีกว่า และ ปรับปรุงความเสถียรของผิวหน้าพอกหน้าเพื่อให้เหล็กมีคุณสมบัติต้านทานสารรีดิวซ์ได้ดีขึ้น นิกเกิลเป็นองค์ประกอบที่ทำให้ออสเทนไนต์มีเสถียรภาพอย่างมากและขยายโซนเฟสของออสเทนไนต์ เพื่อให้ได้โครงสร้างออสเทนไนต์เดียว ปริมาณนิกเกิลต่ำที่จำเป็นเมื่อเหล็กประกอบด้วยคาร์บอน 0.1 เปอร์เซ็นต์และโครเมียม 18 เปอร์เซ็นต์คือประมาณ 8 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของ 18-8 โครเมียมนิกเกิลออสเทนนิติก สแตนเลส ในเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกที่มีปริมาณนิกเกิลเพิ่มขึ้น เฟอร์ไรท์ที่ตกค้างสามารถกำจัดออกได้อย่างสมบูรณ์และลดลงอย่างมาก σ แนวโน้มของการเกิดเฟส ในเวลาเดียวกัน อุณหภูมิของการแปลงมาร์เทนไซต์ไฮโดรคาร์บอนลดลงหรือไม่ปรากฏ λ → M การแปลงเฟส แต่การเพิ่มปริมาณนิกเกิลจะลดการละลายของคาร์บอนในเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก เพื่อเพิ่มแนวโน้มของการตกตะกอนของคาร์ไบด์ .

อิทธิพลของนิกเกิลต่อคุณสมบัติทางกลของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียมนิกเกิลมาร์เทนซิติก ส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยอิทธิพลของนิกเกิลต่อความเสถียรของออสเทนไนต์ ภายในช่วงของปริมาณนิกเกิลในเหล็กที่อาจเกิดการเปลี่ยนแปลงของมาร์เทนซิติก เมื่อปริมาณนิกเกิลเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงของเหล็กลดลงและความเป็นพลาสติกเพิ่มขึ้น โครเมียมนิกเกิลออสเทนนิติกสแตนเลสที่มีโครงสร้างออสเทนไนต์ที่มั่นคงมีความเหนียวที่ดีเยี่ยม (รวมถึงความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำเป็นพิเศษ) ดังนั้นจึงสามารถใช้เป็นเหล็กอุณหภูมิต่ำได้ เป็นที่ทราบกันดีว่าสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิมโครเมียมแมงกานีสออสเทนนิติกที่มีโครงสร้างออสเทนไนต์ที่เสถียร นิกเกิลสามารถปรับปรุงความเหนียวได้ นอกจากนี้ นิกเกิลยังสามารถลดแนวโน้มการชุบแข็งในงานเย็นของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกได้อย่างมาก ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากความเสถียรที่เพิ่มขึ้นของออสเทนไนต์ ซึ่งช่วยลดหรือขจัดการเปลี่ยนแปลงมาร์เทนซิติกในกระบวนการเย็นได้ ในขณะเดียวกัน ผลกระทบจากการแข็งตัวของงานเย็นของออสเทนไนต์เองก็ไม่ชัดเจน อิทธิพลของแนวโน้มการชุบแข็งงานเย็นของเหล็กกล้าไร้สนิม นิกเกิลช่วยลดอัตราการแข็งตัวของงานเย็นของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก ลดอุณหภูมิห้องและความแข็งแรงของอุณหภูมิต่ำของเหล็ก และปรับปรุงความเป็นพลาสติก มีการตัดสินใจว่าการเพิ่มขึ้นของปริมาณนิกเกิลจะเอื้อต่อ ความสามารถในการขึ้นรูปเย็นของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก และการเพิ่มปริมาณนิกเกิลยังสามารถลดหรือกำจัด δ เฟอร์ไรท์ได้ ดังนั้นจึงปรับปรุงความสามารถในการใช้ความร้อนได้ δ การลดลงของเฟอร์ไรท์ไม่เอื้ออำนวยต่อความสามารถในการเชื่อมของเหล็กเหล่านี้ และจะมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น ของการเชื่อมลวดแตกร้อน นอกจากนี้ นิกเกิลยังสามารถปรับปรุงความสามารถในการใช้ความร้อนของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกโครเมียมแมงกานีส (โครเมียมแมงกานีสนิกเกิลไนโตรเจน) ที่ร้อนได้อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งช่วยปรับปรุงผลผลิตของเหล็กได้อย่างมีนัยสำคัญ

ในเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก การเติมนิกเกิลและปริมาณนิกเกิลที่เพิ่มขึ้นทำให้เหล็กมีความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์เพิ่มขึ้น ดังนั้นสเตนเลสสตีลออสเทนนิติกจึงมีความต้านทานการเกิดสนิมและความต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้ดีกว่า และด้วยปริมาณนิกเกิลที่เพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพของตัวกลางต้านทานการลดลงก็ดีขึ้นอีก เป็นที่น่าสังเกตว่านิกเกิลยังเป็นองค์ประกอบสำคัญในการปรับปรุงความต้านทานสแตนเลสของออสเทนไนต์อีกด้วย การกัดกร่อนของความเค้นตามขอบเกรนในตัวกลางหลายชนิด ต้องชี้ให้เห็นถึงผลกระทบของนิกเกิลต่อความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกในตัวกลางที่เป็นกรดต่างๆ ภายใต้เงื่อนไขบางประการของอุณหภูมิสูงและน้ำแรงดันสูง การเพิ่มขึ้นของปริมาณนิกเกิลจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความไวต่อการกัดกร่อนของความเค้นตามขอบเกรนของเหล็กและโลหะผสม แต่ผลกระทบดังกล่าวจะบรรเทาหรือระงับได้เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของปริมาณโครเมียมในเหล็กและโลหะผสม ด้วยการเพิ่มขึ้นของปริมาณนิกเกิลในเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกของการ์ดแม่เหล็ก ปริมาณคาร์บอนที่สำคัญของการกัดกร่อนตามขอบเกรนจึงลดลง กล่าวคือ ความไวของการกัดกร่อนตามขอบเกรนของเหล็กจะเพิ่มขึ้น สำหรับความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและการกัดกร่อนแบบรอยแยกของสเตนเลสออสเทนนิติก ผลกระทบของนิกเกิลนั้นไม่สำคัญ นอกจากนี้ นิกเกิลยังช่วยเพิ่มความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการปรับปรุงองค์ประกอบ โครงสร้าง และประสิทธิภาพของฟิล์มโครเมียมออกไซด์ด้วยนิกเกิล และยิ่งมีปริมาณนิกเกิลสูงเท่าใด ก็ยิ่งเป็นอันตรายมากขึ้นเท่านั้น สาเหตุหลักมาจากนิกเกิลซัลไฟด์จุดหลอมเหลวต่ำหนึ่งล้านที่ขอบเกรนในเหล็ก