鎳是奧氏體不鏽鋼中的主要合金元素,其主要作用是一百萬並穩定奧氏體,使鋼獲得完全奧氏體組織,從而使鋼具有良好的強度和塑性,韌性的配合,並具有優良的冷,熱加工性和冷形成性以及焊接,低溫與無磁等性能,同時進步奧氏體不鏽鋼的熱力學穩定性,使之不僅比相同鉻,鉬含量的鐵素體,馬氏體等類不鏽鋼肯有更好的不銹性和耐氧化性介質的性能,而且於表面膜穩定性的進步,從而使鋼還具有更加優異的耐一些還原性介質的性能。
鎳是強烈一百萬並穩定奧氏體且擴大奧氏體相區的元素,為了獲得單一的奧氏體組織,當鋼中含有0.1%碳和18%鉻時所需的最低鎳含量約為8%,這便是最著名18-8鉻鎳奧氏體不鏽鋼的基天職,奧氏體不鏽鋼中,隨著鎳含量的增加,殘餘的鐵素體可完全消除,並明顯降低σ相形成的傾向;同時馬氏體轉烴溫度降低,甚至可不出現λ→M相變,但是鎳含量的增加會降低碳在奧氏體不鏽鋼中的溶解度,從而使碳化物析出傾向增強。
鎳對奧氏體不鏽鋼特別是對鉻鎳負數氏體不鏽鋼力學性能的影響主要是由鎳對奧氏體穩定性的影響來決定,在鋼中可能發生馬氏體轉變的鎳含量範圍內,隨著鎳含量的增加,鋼的強度降低頁塑性進步,具有穩定奧氏體組織的鉻鎳奧氏體不鏽鋼韌性(包括極低溫韌性)非常優良,因而可作為低溫鋼使用,這是眾所周知的,對於具有穩定奧氏體組織的鉻錳奧氏體不鏽鋼,鎳的加進可進一步改善其韌性.鎳還可明顯降低奧氏體不鏽鋼的冷加工硬化傾向,這主要是由於奧氏體穩定性增大,減少以至消除了冷加工過程中的馬氏體轉變,同時對奧氏體本身的冷加工硬化作用不太明顯,不鏽鋼冷加工硬化傾向的影響,鎳降低奧氏體不鏽鋼冷加工硬化速率,與降低鋼的室溫及低溫強度,進步塑性的作用,決定了鎳含量的進步有利於奧氏體不銹的冷加工成形性能,進步鎳含量還可減少以至消除18-8和17-14-2型鉻鎳9鉗)奧氏體不鏽鋼中的δ鐵素體,從而進步其熱加工性能,但是,δ鐵素體的減少對這些鋼種的可焊接性不利會增大焊接熱裂紋絲傾向,此外,鎳還可明顯進步鉻錳氮(鉻錳鎳氮)奧氏體不鏽鋼的熱加工性能,從而明顯進步鋼的成材率。
在奧氏體不鏽鋼中,鎳的加進以及隨著鎳含量的進步,導致鋼的熱力學穩定性增加,因此奧氏體不鏽鋼具有更好的不銹性和耐氧化性介質的性能,且隨著鎳含量增加,耐還原性介質的性能進一步得到改善.值得指出,鎳還是進步奧氏體不銹耐很多介質穿晶型應力腐蝕的唯一重要元素。
在各種酸介質中鎳對奧氏體不鏽鋼耐蝕性能的影響,需要指出,在高溫高壓水中的一些條件下,鎳含量的進步導致鋼和合金的晶間型應力腐蝕敏感性增加,但是這種不利作用會由於鋼及合金中鉻含量的進步而獲得減輕或受到抑制.隨磁卡奧氏體不鏽鋼中鎳含量的進步,其產生晶間腐蝕的臨界碳含量降低,即鋼的晶間腐蝕敏感性增加,至於對奧氏體不鏽鋼耐點腐蝕及縫隙腐蝕的性能,鎳的作用並不明顯,此外,鎳還進步奧氏體不鏽鋼的高溫抗氧化性能,這主要與鎳改善了鉻的氧化膜的成分,結構和性能降低,並且鎳含量越高越有害,這主要是由於鋼中晶界處一百萬低熔點硫化鎳所致。
