1. Основні механізми впливу нікелю на низько{1}}температурну в’язкість
Мікроструктурна модифікація: сприяння утворенню бейніту-фериту
Нікель міцнийаустенітний стабілізаторщо затримує перетворення аустеніту в крихкі мікроструктури (наприклад, мартенсит, грубий перліт) під час охолодження. Натомість це сприяє формуванню aтонка пластична феритова-бейнітова матриця-ключова мікроструктура для високої-в’язкості при низьких температурах. Ця дрібно{3}}зерниста структура зменшує ймовірність виникнення та поширення тріщин за низьких температур.Зміцнення фериту твердим розчином
Атоми нікелю рівномірно розчиняються у феритовій матриці, збільшуючи її міцність без надмірного зміцнення (на відміну від вуглецю чи марганцю). Це зменшує стальтемпература переходу-в-крихку (DBTT)-критичний показник для низько{1}}температурних характеристик-це означає, що ASTM A588 клас B залишається пластичним і стійким до крихкого руйнування за низьких температур-40 градусів (-40 градусів F)(для класу В з оптимальним вмістом нікелю).Покращення міцності меж зерен
Нікель незначно відділяється на границях зерен, зменшуючи крихкість фаз між зернами (наприклад, цементиту) і запобігаючи міжкристалічним розтріскуванням-, що є поширеним способом руйнування сталей, що вивітрюються при низьких температурах.
2. Вплив вмісту нікелю поза стандартним діапазоном
Нижче 0,50% Ni: Недостатня стабілізація аустеніту призводить до утворення більш грубих, крихких мікроструктур (наприклад, перліту). DBTT підвищується, і сталь може зазнати крихкого руйнування при температурах вище -20 градусів (-4 градуси F).
Вище 1,50% Ni: Хоча в’язкість може незначно зрости, надлишок нікелю підвищує витрати на виробництво та може зменшити здатність сталі до-утворення патини (ключова властивість зносостійкої сталі) шляхом зміни балансу сплаву з міддю (Cu) і хромом (Cr).
3. Синергія з іншими елементами сплаву
Мідь посилює утворення патини та доповнює зміцнення твердого розчину нікелю.
Хром покращує мікроструктуру та покращує хімічну стабільність феритової матриці, підтримуючи ефект зниження DBTT-нікелю.
