1. 니켈이 저온-인성에 미치는 영향의 핵심 메커니즘
미세구조 변형: 페라이트-베이나이트 형성 촉진
니켈은 강하다오스테나이트 안정제이는 냉각 중에 오스테나이트가 취성 미세 구조(예: 마르텐사이트, 거친 펄라이트)로 변태하는 것을 지연시킵니다. 대신에, 그것은 다음과 같은 조직의 형성을 장려합니다.미세한 연성 페라이트-베이나이트 매트릭스-우수한 저온 인성을 위한 핵심 미세 구조-. 이 미세한-입자 구조는 저온에서 균열 발생 및 전파 가능성을 줄여줍니다.페라이트의 고용강화
니켈 원자는 페라이트 매트릭스에 균일하게 용해되어 (탄소나 망간과 달리) 과도한 경화 없이 인성을 증가시킵니다. 이로 인해 강철의 양이 감소합니다.연성-~-취성 전이 온도(DBTT)-저온 성능을 위한 중요한 측정항목--즉 ASTM A588 Grade B는 낮은 온도에서도 연성을 유지하고 취성 파괴에 대한 저항성을 유지합니다.-40도(화씨 -40도)(최적의 니켈 함량을 갖는 등급 B의 경우).결정립계 인성 향상
니켈은 결정립계에서 약간 분리되어 결정립계 상(예: 시멘타이트)의 취성을 줄이고 저온에서 내후성 강재의 일반적인 파손 모드인 입계 균열-을 방지합니다.
2. 표준 범위를 넘어서는 니켈 함량의 영향
0.50% Ni 이하: 오스테나이트 안정화가 불충분하면 더 거칠고 부서지기 쉬운 미세구조(예: 펄라이트)가 형성됩니다. DBTT가 상승하고 -20도(화씨 -4도) 이상의 온도에서 강철이 취성 파괴를 경험할 수 있습니다.
Ni 1.50% 이상: 인성은 소폭 증가할 수 있지만 니켈 과잉은 생산 비용을 증가시키고 구리(Cu) 및 크롬(Cr)과의 합금 균형을 변경하여 강철의 녹청 형성 능력(내후성 강철의 주요 특성)을 감소시킬 수 있습니다.
3. 다른 합금 원소와의 시너지 효과
구리는 녹청 형성을 강화하고 니켈의 고용체 강화를 보완합니다.
크롬은 미세 구조를 개선하고 페라이트 매트릭스의 화학적 안정성을 향상시켜 니켈의 DBTT-저하 효과를 지원합니다.
