鎳在高錳鋼中的作用

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鎳在高錳鋼中的作用

來源：南京寧博分析儀器有限公司 2012年06月13日 14:05

鎳在鋼中是穩(wěn)定奧氏體的合金元素，由于高錳鋼中錳含量高，錳穩(wěn)定奧氏體的作用往往掩蓋了加入高錳鋼中鎳的作用，鎳在高錳鋼中的主要作用如下：

1鎳能抑制碳從奧氏體中脫溶，降低晶界碳化物析出傾向，顯著減少晶間碳化物數(shù)量。含鎳高錳鋼以正火代替水淬獲得單一奧氏體組織，這將大大降低因水淬而引起的鑄件變形和裂紋發(fā)生率，簡化生產(chǎn)設(shè)備。

2鎳能明顯提高高錳鋼的低溫力學(xué)性能。1％C-12％Mn高錳鋼-40℃的沖擊韌度只有室溫值的57％，而加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％的鎳后，此比值提高到75％。常規(guī)高錳鋼的零塑性轉(zhuǎn)變溫度（NDTT）為-93℃，加入鎳后可降至-100℃以下，且鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％以下時(shí)，高錳鋼的低溫沖擊韌度隨鎳含量增加而提高。

3鎳能提高高錳鋼使用溫度，擴(kuò)大器應(yīng)用范圍。熱處理后的普通高錳鋼加熱至260℃即開始在奧氏體內(nèi)析出針狀碳化物，導(dǎo)致材料脆性相應(yīng)上升。高錳鋼中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％的鎳后，可使?fàn)钐蓟锏奈龀鰷囟忍岣咧?/span>380℃。

4鎳能改善高錳鋼的抗氧化性能。含鎳高錳鋼鑄態(tài)組織中碳化物尺寸小、數(shù)量少，奧氏體化溫度可降低到950℃左右，保溫時(shí)間也可相應(yīng)縮短，再由于含鎳鑄件本身具有較好的抗氧化作用，導(dǎo)致含鎳高錳鋼鑄件熱處理后的脫碳量和氧化皮生成量大幅度降低，明顯提高了鑄件質(zhì)量。另外，含鎳高錳鋼還具有良好的抗裂性能。

5鎳能改善高錳鋼的焊接性能。用化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）≤1.1％C、11％-18％Mn、3.0％-5.0％Ni、0.04％-0.06％Si和≤2.0％Mo的含鎳高錳鋼焊條可代替1Cr18Ni9Ti不銹鋼焊條對高錳鋼鑄件施焊，可以獲得無碳化物析出、不發(fā)生奧氏體晶粒外延生長導(dǎo)致產(chǎn)生粗大柱狀晶粒的焊縫，力學(xué)性能良好，強(qiáng)度、塑性和韌性與普通高錳鋼沒有差別。鎳是我國的短缺資源，價(jià)格高，在高錳鋼中應(yīng)謹(jǐn)慎使用。

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