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

鎳在鋼中是穩定奧氏體的合金元素，由于高錳鋼中錳含量高，錳穩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生率，簡化生產設備。

2鎳能明顯提高高錳鋼的低溫力學性能。1％C-12％Mn高錳鋼-40℃的沖擊韌度只有室溫值的57％，而加入質量分數為3％的鎳后，此比值提高到75％。常規高錳鋼的零塑性轉變溫度（NDTT）為-93℃，加入鎳后可降至-100℃以下，且鎳質量分數為5％以下時，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，擴大器應用范圍。熱處理后的普通高錳鋼加熱至260℃即開始在奧氏體內析出針狀碳化物，導致材料脆性相應上升。高錳鋼中加入質量分數為3％的鎳后，可使狀碳化物的析出溫度提高至380℃。

4鎳能改善高錳鋼的抗氧化性能。含鎳高錳鋼鑄態組織中碳化物尺寸小、數量少，奧氏體化溫度可降低到950℃左右，保溫時間也可相應縮短，再由于含鎳鑄件本身具有較好的抗氧化作用，導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。用化學成分（質量分數）≤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、不發生奧氏體晶粒外延生長導致產生粗大柱狀晶粒的焊縫，力學性能良好，強度、塑性和韌性與普通高錳鋼沒有差別。鎳是我國的短缺資源，價格高，在高錳鋼中應謹慎使用。

NJSB系列分析儀可快速檢測出高錳鋼、不銹鋼等材料中的Ni含量，可到0.0001%

南京寧博分析儀器有限公司技術部

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