Síra má extrémně nízkou rozpustnost v niklové matrici a má tendenci reagovat s legujícími prvky (jako je Ni, Fe, Cr) za vznikusulfidy s nízkým-bodem tání-(např. Ni3S2, CrS, FeS). Teplota tání těchto sulfidů je obecně mezi 600–900 stupni , což je mnohem nižší než pracovní teplota za tepla slitin na bázi niklu- (1000–1200 stupňů).
Během zpracování za tepla (např. kování, válcování, vytlačování) se tyto sulfidy nejprve roztaví a vytvoří tekutý film podél hranic zrn. Tento film oslabuje vazebnou sílu mezi zrny, což vede kmezikrystalového praskáníkdyž je slitina vystavena vnějšímu namáhání. Tento jev se nazýváhorká křehkost, což vážně snižuje plasticitu slitiny při zpracování za tepla a způsobuje vady zpracování, jako jsou praskliny a trhliny.
Když obsah síry překročí limit, jemné částice sulfidu se vysrážejí podél hranic zrn nebo uvnitř matrice. Tyto částice působí jako zdroje koncentrace napětí. Když je slitina vystavena nárazu nebo nízkoteplotnímu zatížení, jsou mikrotrhliny náchylné k iniciaci a šíření kolem sulfidových částic, což má za následek prudký pokles obsahu slitiny.Rázová houževnatost Charpyalomová houževnatost.
U slitin na bázi niklu- používaných v nízkoteplotním nebo kryogenním prostředí (např. zařízení na zkapalněný zemní plyn) zvýšení obsahu síry výrazně zvýší riziko křehkého lomu.
Sulfidy jsou elektrochemicky heterogenní s niklovou matricí. V korozivních médiích (jako jsou roztoky obsahující chlorid-, kyselá prostředí) se mezi částicemi sulfidu a matricí vytváří galvanický článek. Sulfidy působí jako anoda a přednostně korodují, což vede k tvorbě důlkové koroze.
Kromě toho vysrážení sulfidu na hranicích zrn zničí kontinuitu pasivního filmu (Cr2O3) na povrchu slitiny, čímž se sníží odolnost slitiny vůči mezikrystalové korozi a praskání korozí pod napětím (SCC). Tento efekt je zvláště zřejmý v prostředí s vysokou-teplotou a vysokým-tlakem vody (např. chladicí systémy jaderných reaktorů).
Typický je fosforsegregační prvek hranice zrn. Dokonce i ve stopových množstvích má tendenci segregovat na hranicích zrn slitin na bázi niklu- během tuhnutí nebo tepelného zpracování, spíše než se rovnoměrně rozpouštět v matrici.
Segregace fosforu na hranicích zrn snižuje soudržnost atomů na hranicích zrn, takže hranice zrn se stávají slabým článkem slitiny. Při pokojové teplotě nebo nízkých teplotách, když je slitina vystavena namáhání v tahu nebo ohybu, jsou trhliny náchylné k iniciaci a šíření podél hranic zrn-oddělených fosforem, což má za následekmezikrystalový křehký lom. Tento jev se nazývástudená křehkostcož vede k výraznému snížení tažnosti slitiny a zmenšení plochy.
Během procesu svařování slitin na bázi niklu-se fosfor segreguje na hranicích zrn svarového kovu a tepelně-ovlivněné zóně (HAZ) v důsledku rychlého ochlazení. Oddělený fosfor snižuje pevnost na hranici zrn svarového spoje a zvyšuje citlivost napraskliny při tuhnutí svarualikvační trhliny.
U svarů slitin na bázi niklu- používaných v kritických zařízeních (např. chemické reaktory, jaderné parní generátory) mohou praskliny ve svarech-vyvolané fosforem výrazně snížit životnost a bezpečnost zařízení, a dokonce vést ke katastrofickým nehodám.
U slitin na bázi niklu-aplikovaných v-vysokoteplotním prostředí (např. lopatky leteckých-motorů turbín, součásti průmyslových pecí) urychlí segregace fosforu na hranicích zrnklouzání hranice zrnpod dlouhodobým-vysokým{1}}teplotním stresem. To urychluje creepovou deformaci slitiny a zkracuje životnost při tečení.
Fosfor může navíc podporovat růst karbidů na hranicích zrn, ničit připevňovací efekt karbidů na hranicích zrn a dále snižovat strukturní stabilitu slitiny při vysokých{0}}teplotách.
V průmyslové výrobě je obsah síry a fosforu ve slitinách na bázi niklu-přísně kontrolován podle scénářů použití:
U obecných slitin na bázi niklu-odolných proti korozi{1}} (např. Hastelloy C276, Inconel 625) je obsah S a P obvykle omezen naMenší nebo rovno 0,01 %.
U vysoce -výkonných slitin na bázi niklu- používaných v letectví, jaderné energetice a dalších oborech (např. Inconel 718, Waspaloy) musí být obsah S a PMenší nebo rovno 0,005 %pro zajištění extrémních mechanických vlastností a provozní bezpečnosti.
Přísná kontrola síry a fosforových nečistot je klíčovým článkem při tavení a zpracování slitin na bázi niklu-, což přímo určuje, zda slitina může splňovat požadavky na výkon kritických technických aplikací.
