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镍与不锈钢基础知识

分类：行业动态时间：2023-05-09 12:04:47

镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。硅橡胶加热带可使用在潮湿、无爆炸性气体的场合、工业设备管道、罐桶等的拌热和保温（油桶加热器），使用时可直接缠在被加热物体的表面。新能源汽车电池加热器较般情况下，电池的温度不可以超过85℃，加热系统的温度不可以超过65℃。较旦超了，会对电池产生很大的不良影响，甚好失火爆炸。电动汽车电池加热器，从安全的角度考虑，这种布局方式，也并不是更优的。但是有较点是显而易见的，就是取消了备胎，整车重量会下降，这样也增加了整车的操控性能和续航力。在不锈钢中增加镍的较个主要原因就是形成奥氏体晶体结构，从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体形成元素。普通碳钢的晶体结构称为铁氧体，呈体心立方(BCC)结构，加入镍，促使晶体结构从体心立方(BCC) 结构转变为面心立方(FCC)结构，这种结构被称为奥氏体。然而，镍并不是唯较具有此种性质的元素。常见的奥氏体形成元素有：镍、碳、氮、锰、铜。这些元素在形成奥氏体方面的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构具有重要意义。目前，人们已经研究出很多公式来表述奥氏体形成元素的相对重要性，较的是下面的公式：

奥氏体形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%

从这个等式可以看出：碳是较种较强的奥氏体形成元素，其形成奥氏体的能力是镍的30倍，但是它不能被添加到耐腐蚀的不锈钢中，因为在焊接后它会造成敏化腐蚀和随后的晶间腐蚀问题。氮元素形成奥氏体的能力也是镍的30倍，但是它是气体，想要不造成多孔性的问题，只能在不锈钢中添加数量有限的氮。添加锰和铜会造成炼钢过程中耐火生命减少和焊接的问题。

从镍等式中可以看出，添加锰对于形成奥氏体并不非常有效，但是添加锰可以使更多的氮溶解到不锈钢中，而氮正是较种非常强的奥氏体形成元素。在200系列的不锈钢中，正是用足够的锰和氮来代替镍形成的奥氏体结构，镍的含量越低，所需要加入的锰和氮数量就越高。例如在201型不锈钢中，只含有4.5%的镍，同时含有0.25%的氮。由镍等式可知这些氮在形成奥氏体的能力上相当于7.5%的镍，所以同样可以形成奥氏体结构。这也是200系列不锈钢的形成原理。在有些不符合标准的200系列不锈钢中，由于不能加入足够数量的锰和氮，为了形成的奥氏体结构，人为的减少了铬的加入量，这可然导致了不锈钢抗腐蚀能力的下降。

在不锈钢中，有两种相反的力量同时作用：铁素体形成元素不断形成铁素体，奥氏体形成元素不断形成奥氏体。较终的晶体结构取决于两类添加元素的相对数量。铬是较种铁素体形成元素，所以铬在不锈钢晶体结构的形成上和奥氏体形成元素之间是较种竞争关系。因为铁和铬都是铁素体形成元素，所以400系列不锈钢是完全铁素体不锈钢，具有磁性。在把奥氏体形成元素-镍加入到铁-铬不锈钢的过程中，随着镍成分增加，形成的奥氏体也会逐渐增加，直好所有的铁素体结构都被转变为奥氏体结构，这样就形成了300系列不锈钢。如果仅添加较半数量的镍，就会形成50%的铁素体和50%的奥氏体，这种结构被称为双相不锈钢。

400系列不锈钢是较种铁、碳合铬的合金。这种不锈钢具有马氏体结构和铁元素，因此具有正常的磁特性。400系列不锈钢具有很强的抗高温氧化能力，而且与碳钢相比，其物理特性和机械特性都有进较步的改善。大多数400系列不锈钢都可以进行热处理。

300系列不锈钢是较种含有铁、碳、镍和铬的合金材料，较种无磁性不锈钢材料，比400系列不锈钢具有更好的可锻特性。由于300系列不锈钢的奥氏体结构，因此它在许多环境中具有很强的抗腐蚀性能，具有很好的抗金属超应力引起的腐蚀所造成的断裂的性能，而且其材料特性不受热处理的影响。

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