1. Cơ chế cốt lõi tác động của Niken đến độ bền nhiệt độ-thấp
Sửa đổi vi cấu trúc: Thúc đẩy sự hình thành Ferrite{0}}Bainite
Niken là một chất mạnhchất ổn định austenitlàm trì hoãn quá trình chuyển đổi austenite thành các cấu trúc vi mô giòn (ví dụ, martensite, ngọc trai thô) trong quá trình làm mát. Thay vào đó, nó khuyến khích sự hình thành mộtma trận baitit-ferit dẻo, mịn-cấu trúc vi mô quan trọng giúp có độ bền-ở nhiệt độ thấp tốt. Cấu trúc-hạt mịn này làm giảm khả năng hình thành và lan truyền vết nứt ở nhiệt độ thấp.Giải pháp rắn tăng cường Ferrite
Các nguyên tử niken hòa tan đồng đều trong ma trận ferit, làm tăng độ dẻo dai của nó mà không bị cứng quá mức (không giống như cacbon hoặc mangan). Điều này làm giảm tính chất của thépnhiệt độ chuyển tiếp dễ uốn-sang{1}}giòn (DBTT)-một thước đo quan trọng cho-hiệu suất nhiệt độ thấp-có nghĩa là ASTM A588 Cấp B vẫn dẻo và có khả năng chống gãy giòn ở nhiệt độ thấp đến mức-40 độ (-40 độ F)(đối với loại B có hàm lượng niken tối ưu).Cải thiện độ bền ranh giới của hạt
Niken phân tách nhẹ ở ranh giới hạt, làm giảm độ giòn của các pha ranh giới hạt (ví dụ, xi măng) và ngăn ngừa nứt giữa các hạt- một dạng hư hỏng phổ biến đối với thép phong hóa ở nhiệt độ thấp.
2. Tác động của hàm lượng niken vượt quá phạm vi tiêu chuẩn
Dưới 0,50% Ni: Sự ổn định austenite không đủ dẫn đến sự hình thành các cấu trúc vi mô thô hơn, giòn hơn (ví dụ, ngọc trai). DBTT tăng và thép có thể bị gãy giòn ở nhiệt độ trên -20 độ (-4 độ F).
Trên 1,50% Ni: Mặc dù độ dẻo dai có thể tăng nhẹ nhưng lượng niken dư thừa sẽ làm tăng chi phí sản xuất và có thể làm giảm khả năng tạo lớp gỉ của thép (một đặc tính quan trọng của thép chịu thời tiết) bằng cách thay đổi sự cân bằng hợp kim với đồng (Cu) và crom (Cr).
3. Sức mạnh tổng hợp với các nguyên tố hợp kim khác
Đồng tăng cường sự hình thành lớp gỉ và bổ sung khả năng tăng cường dung dịch rắn của niken.
Crom tinh chỉnh cấu trúc vi mô và cải thiện độ ổn định hóa học của ma trận ferit, hỗ trợ tác dụng giảm DBTT-của niken.
