Vliv niklu na nerezovou ocel
Nikl je hlavním legovacím prvkem v austenitické nerezové oceli. Jeho hlavní funkcí je stabilizovat austenit a zajistit, aby ocel měl kompletní austenitickou strukturu. Díky tomu má ocel dobrou sílu, plasticitu, houževnatost a vynikající zpracování horkých a studených, formování nachlazení, svařitelnost, výkon a nemagnetický výkon. Zároveň nikl zlepšuje termodynamickou stabilitu austenitické nerezové oceli, díky čemuž je lepší než ferit, martensite a další nerezové oceli v odolnosti proti korozi a oxidační odolnosti a zlepšuje svou toleranci ke snižování médií.
Nikl silně stabilizuje austenity a rozšiřuje oblast austenitové fáze. Pro získání jediné austenitické struktury, když ocel obsahuje 0. 1% uhlík a 18% chrom, je požadovaný obsah niklu asi 8%. Toto je základní vzorec slavné 18-8 chrom-nickel austenitic nerezové oceli. Se zvýšením obsahu niklu může být zbytkový ferite zcela eliminován a tendence tvorby fáze σ je výrazně snížena; Současně se sníží teplota transformace martenzitické a lze se vyhnout i fázové transformaci λ → M. Zvýšení obsahu niklu však snižuje rozpustnost uhlíku v austenitických nerezových ocelích, čímž se zvyšuje tendenci srážení karbidu.
U austenitických nerezových ocelí chrom-nickel závisí role niklu hlavně na jeho účinku na stabilitu austenitu. V rozmezí obsahu niklu, kde může dojít k martenzitické transformaci, se síla oceli snižuje a plasticita se zvyšuje se zvyšujícím se obsahem niklu. Houženost (včetně velmi nízké teploty) chromových austenitických nerezových ocelí se stabilní austenitickou strukturou je velmi dobrá a vhodná pro použití jako nízkoteplotní oceli. U chromium-manganských austenitických nerezových ocelí může přidání niklu dále zlepšit jejich houževnatost. Nickel také významně snižuje tendenci kalení na chladnou práci austenitických nerezových ocelí, zejména v důsledku zvýšení stability austenitu, což snižuje nebo eliminuje martenzitickou transformaci během práce na chladu. Přidání niklu snižuje rychlost kalení na chladnou práci austenitických nerezových ocelí, což je prospěšné pro jejich chladnou pracovní formovatelnost. Zvýšení obsahu niklu může také snížit delta ferit v 18-8 a 17-14-2 chrom-nickel austenitických nerezových ocelí a zlepšit horké pracovní vlastnosti, ale to může být škodlivé pro svařování a zvýšit tendenci svařovacího praskajícího horkého prasknutí.
V austenitické nerezové oceli přidání niklu zlepšuje termodynamickou stabilitu oceli a zlepšuje odolnost proti korozi a oxidační odolnost. Jak se obsah niklu zvyšuje, zlepšuje se také jeho tolerance ke snižování médií. Nikl je důležitým prvkem pro zlepšení odolnosti austenitické nerezové oceli na trangranulární korozi napětí. Za určitých podmínek vysoké teploty a vody s vysokým tlakem může zvýšení obsahu niklu zvýšit citlivost na korozi intergranulárního stresu, ale tento nepříznivý účinek lze zmírnit zvýšením obsahu chromu. Jak se obsah niklu v austenitické nerezové oceli zvyšuje, jeho kritický obsah uhlíku pro intergranulární korozi se snižuje a zvyšuje se citlivost na intergranulární korozi. Pokud jde o odolnost proti korozi a štěrbiny, účinek niklu není významný. Nickel také zlepšuje odolnost proti oxidaci austenitické nerezové oceli s vysokou teplotou, hlavně proto, že nikl zlepšuje složení a vlastnosti filmu oxidu chromového oxidu. Příliš vysoký obsah niklu však může vést k nepříznivým účinkům, hlavně kvůli přítomnosti sulfidu niklu s nízkým tahem na hranicích zrn v oceli.
