鎳在給水不銹鋼水管道中的作用

無錫不銹鋼管、無錫不銹鋼板廠家無錫漢能不銹鋼2020年3月17日訊 鎳在不銹鋼水管中的主要作用是改變鋼的晶體結構。不銹鋼中鎳含量增加的主要原因之一是形成奧氏體晶體結構，從而提高不銹鋼的塑性、可焊性和韌性，因此鎳被稱為奧氏體形成元素。

普通碳鋼的晶體結構稱為鐵氧體，即Bcc結構。加入鎳后，晶體結構由bcc結構轉變為fcc結構，稱為奧氏體。然而，鎳并不是唯一具有這種特性的元素。常見的奧氏體形成元素有鎳、碳、氮、錳和銅。這些元素在奧氏體形成中的相對重要性對于預測不銹鋼的晶體結構具有重要意義。目前，已經有許多公式來表示奧氏體形成元素的相對重要性。最著名的公式是：

從這個方程可以看出，碳是一種很強的奧氏體形成元素，其形成奧氏體的能力是鎳的30倍，但不能添加到耐腐蝕不銹鋼中，因為它在焊接后會引起敏化腐蝕和隨后的晶間腐蝕。氮元素形成奧氏體的能力是鎳的30倍，但它是一種氣體。為了避免氣孔問題，只能在不銹鋼中加入少量的氮。錳和銅的加入會降低耐火材料的使用壽命和焊接問題。從鎳方程可以看出，添加錳對奧氏體的形成不是很有效，但添加錳可以使更多的氮溶解到不銹鋼中，而氮是一種很強的奧氏體形成元素。在200系列不銹鋼中，用足夠的錳和氮代替鎳，形成100%的奧氏體組織。鎳含量越低，錳和氮的添加量就越高。例如，在201型不銹鋼中，僅含4.5%鎳和0.25%氮。根據鎳方程，這些氮在形成奧氏體的能力上相當于7.5%的鎳，因此也可以形成100%的奧氏體組織。這也是200系列不銹鋼的形成原理。在一些不符合標準的200系列不銹鋼中，由于錳、氮含量不足，為了形成100%的奧氏體組織，人為降低鉻的添加量，必然導致不銹鋼的耐蝕性下降。

在不銹鋼水管中，有兩個相反的力同時作用：鐵素體形成元素不斷形成鐵素體，而奧氏體形成元素不斷形成奧氏體。最終的晶體結構取決于兩種添加元素的相對數量。鉻是鐵素體形成元素，在不銹鋼晶體結構的形成過程中，鉻與奧氏體形成元素之間存在競爭關系。由于鐵和鉻都是鐵素體形成元素，400系列不銹鋼是一種具有磁性的完全鐵素體不銹鋼。在把奧氏體形成元素-鎳加入到Fe-Cr不銹鋼的過程中，隨著鎳成分的增加，形成的奧氏體逐漸增加，直至鐵素體組織全部轉變為奧氏體組織，形成300系列不銹鋼。