Efeito do níquel no aço inoxidável
O níquel é o principal elemento de liga em aço inoxidável austenítico. Sua principal função é estabilizar a austenita e garantir que o aço tenha uma estrutura austenítica completa. Isso faz com que o aço tenha boa resistência, plasticidade, resistência e excelente processamento quente e frio, formação a frio, soldabilidade, desempenho de baixa temperatura e não magnético. Ao mesmo tempo, o níquel melhora a estabilidade termodinâmica do aço inoxidável austenítico, tornando -o superior à ferrita, martensita e outros aços inoxidáveis na resistência à corrosão e resistência a oxidação e melhora sua tolerância à redução do meio.
O níquel estabiliza fortemente a austenita e expande a região da fase de austenita. Para obter uma única estrutura austenítica, quando o aço contém 0. 1% de carbono e 18% de cromo, o conteúdo mínimo de níquel necessário é de cerca de 8%. Esta é a fórmula básica do famoso 18-8 Chromium-nickel austenítico aço inoxidável. Com o aumento do conteúdo de níquel, a ferrita residual pode ser completamente eliminada e a tendência da formação da fase σ é significativamente reduzida; Ao mesmo tempo, a temperatura de transformação martensítica é reduzida e até a transformação da fase λ → M pode ser evitada. No entanto, um aumento no conteúdo de níquel reduz a solubilidade do carbono em aços inoxidáveis austeníticos, aumentando assim a tendência da precipitação de carboneto.
Nos aços inoxidáveis austeníticos de cromo-níquel, o papel do níquel depende principalmente de seu efeito na estabilidade da austenita. Dentro da faixa de conteúdo de níquel, onde a transformação martensítica pode ocorrer, a força do aço diminui e a plasticidade aumenta com o aumento do teor de níquel. A resistência (incluindo resistência à temperatura muito baixa) de aços inoxidáveis austeníticos de cromo-níquel com estrutura austenítica estável é muito boa e adequada para uso como aços de baixa temperatura. Para os aços inoxidáveis austeníticos do cromo-manganeses, a adição de níquel pode melhorar ainda mais sua resistência. O níquel também reduz significativamente a tendência de endurecimento do trabalho frio dos aços inoxidáveis austeníticos, principalmente devido ao aumento da estabilidade de austenita, que reduz ou elimina a transformação martensítica durante o trabalho frio. A adição de níquel reduz a taxa de endurecimento do trabalho frio dos aços inoxidáveis austeníticos, o que é benéfico para sua formabilidade de trabalho frio. Aumentar o teor de níquel também pode reduzir a ferrita delta em 18-8 e 17-14-2 cromio-nickel austenítico aço inoxidável e melhorar as propriedades de trabalho a quente, mas isso pode ser prejudicial à soldabilidade e aumentar a tendência de soldagem a quente rachaduras.
No aço inoxidável austenítico, a adição de níquel melhora a estabilidade termodinâmica do aço e melhora a resistência à corrosão e a resistência a oxidação. À medida que o teor de níquel aumenta, sua tolerância à redução da mídia também é aprimorada. O níquel é um elemento importante para melhorar a resistência do aço inoxidável austenítico à corrosão do estresse transgranular. Sob certas condições de alta temperatura e água de alta pressão, o aumento do teor de níquel pode aumentar a sensibilidade à corrosão do estresse intergranular, mas esse efeito adverso pode ser aliviado aumentando o teor de cromo. À medida que o teor de níquel no aço inoxidável austenítico aumenta, seu teor crítico de carbono para corrosão intergranular diminui e a sensibilidade à corrosão intergranular aumenta. Quanto à resistência à corrosão de picadas e fendas, o efeito do níquel não é significativo. O níquel também melhora a resistência a oxidação de alta temperatura do aço inoxidável austenítico, principalmente porque o níquel melhora a composição e as propriedades do filme de óxido de cromo. No entanto, um conteúdo de níquel muito alto pode levar a efeitos adversos, principalmente devido à presença de sulfeto de níquel com baixo teor de fusão nos limites dos grãos no aço.
