Effaith nicel ar ddur gwrthstaen
Nickel yw'r brif elfen aloi mewn dur gwrthstaen austenitig. Ei brif swyddogaeth yw sefydlogi austenite a sicrhau bod gan y dur strwythur austenitig cyflawn. Mae hyn yn gwneud i'r dur fod â chryfder da, plastigrwydd, caledwch, a phrosesu poeth ac oer rhagorol, ffurfio oer, weldadwyedd, perfformiad tymheredd isel ac an-magnetig. Ar yr un pryd, mae nicel yn gwella sefydlogrwydd thermodynamig dur gwrthstaen austenitig, gan ei gwneud yn well na ferrite, martensite a duroedd gwrthstaen eraill mewn ymwrthedd cyrydiad ac ymwrthedd ocsidiad, ac yn gwella ei oddefgarwch i leihau cyfryngau.
Mae Nickel yn sefydlogi austenite yn gryf ac yn ehangu rhanbarth y cyfnod austenite. I gael un strwythur austenitig, pan fydd y dur yn cynnwys 0. 1% carbon a cromiwm 18%, y cynnwys nicel lleiaf sy'n ofynnol yw tua 8%. Dyma fformiwla sylfaenol y dur gwrthstaen austenitig cromiwm-nicel 18-8. Gyda'r cynnydd o gynnwys nicel, gellir dileu ferrite gweddilliol yn llwyr, a bod tueddiad ffurfio cyfnod σ yn cael ei leihau'n sylweddol; Ar yr un pryd, mae'r tymheredd trawsnewid martensitig yn cael ei leihau, a gellir osgoi hyd yn oed y trawsnewidiad cyfnod λ → M. Fodd bynnag, mae cynnydd yng nghynnwys nicel yn lleihau hydoddedd carbon mewn duroedd gwrthstaen austenitig, a thrwy hynny gynyddu tueddiad dyodiad carbid.
Mewn duroedd gwrthstaen austenitig cromiwm-nicel, mae rôl nicel yn dibynnu'n bennaf ar ei effaith ar sefydlogrwydd austenite. O fewn yr ystod cynnwys nicel lle gall trawsnewid martensitig ddigwydd, mae cryfder y dur yn lleihau ac mae'r plastigrwydd yn cynyddu gyda chynnwys nicel cynyddol. Mae'r caledwch (gan gynnwys caledwch tymheredd isel iawn) o dduroedd gwrthstaen cromiwm-nicel austenitig gyda strwythur austenitig sefydlog yn dda iawn ac yn addas i'w ddefnyddio fel duroedd tymheredd isel. Ar gyfer duroedd gwrthstaen austenitig cromiwm-manganîs, gall ychwanegu nicel wella eu caledwch ymhellach. Mae Nickel hefyd yn lleihau tuedd caledu gwaith oer yn sylweddol duroedd gwrthstaen austenitig, yn bennaf oherwydd y cynnydd mewn sefydlogrwydd austenite, sy'n lleihau neu'n dileu trawsnewidiad martensitig yn ystod gweithio oer. Mae ychwanegu nicel yn lleihau cyfradd caledu gwaith oer duroedd gwrthstaen austenitig, sy'n fuddiol i'w ffurfioldeb gweithio oer. Gall cynyddu'r cynnwys nicel hefyd leihau ferrite delta mewn 18-8 a 17-14-2 cromiwm-nicel Austenitic Steels a gwella priodweddau gweithio poeth, ond gall hyn fod yn niweidiol i weldadwyedd a chynyddu tueddiad weldio cracio poeth.
Mewn dur gwrthstaen austenitig, mae ychwanegu nicel yn gwella sefydlogrwydd thermodynamig y dur ac yn gwella ymwrthedd cyrydiad ac ymwrthedd ocsidiad. Wrth i'r cynnwys nicel gynyddu, mae ei oddefgarwch i leihau cyfryngau hefyd yn cael ei wella. Mae nicel yn elfen bwysig i wella gwrthiant dur gwrthstaen austenitig i gyrydiad straen trawsrywiol. O dan rai amodau o dymheredd uchel a dŵr gwasgedd uchel, gall y cynnydd yng nghynnwys nicel gynyddu'r sensitifrwydd i gyrydiad straen rhyngranbarthol, ond gellir lliniaru'r effaith andwyol hon trwy gynyddu'r cynnwys cromiwm. Wrth i'r cynnwys nicel mewn dur gwrthstaen austenitig gynyddu, mae ei gynnwys carbon critigol ar gyfer cyrydiad rhyngranbarthol yn lleihau ac mae'r sensitifrwydd i gyrydiad rhyngranbarthol yn cynyddu. O ran gwrthsefyll pitting ac cyrydiad agen, nid yw effaith nicel yn arwyddocaol. Mae nicel hefyd yn gwella ymwrthedd ocsideiddio tymheredd uchel dur gwrthstaen austenitig, yn bennaf oherwydd bod nicel yn gwella cyfansoddiad a phriodweddau'r ffilm cromiwm ocsid. Fodd bynnag, gall cynnwys nicel rhy uchel arwain at effeithiau andwyol, yn bennaf oherwydd presenoldeb sylffid nicel toddi isel ar y ffiniau grawn yn y dur.
