Никель характеризуется высокой коррозионной стойкостью - устойчив на воздухе, в воде, в щелочах, в ряде кислот. Химическая стойкость обусловлена его склонностью к пассивированию – никель усиливает положительное влияние хрома в стали, который образует пассивную оксидную плёнку, обладающую защитным действием, а в случае повреждения защитной оксидной плёнки, никель способствует её более быстрому восстановлению – репассивации.
Никель - элемент, стабилизирующий структуру аустенита
Никель ( Ni ) является ключевым легирующим элементом в аустенитных нержавеющих сталях, обеспечивая формирование стабильной структуры, высокой коррозионной стойкости, пластичности и свариваемости. Также Ni повышает прокаливаемость - способность стали к упрочнению при термической обработке, наиболее сильный эффект достигается в сочетании с элементами, замедляющими распад аустенита. Чтобы получить единую структуру аустенита, минимальное содержание никеля, необходимое для стали, содержащей 18% хрома, составляет около 8%, что является основой самой распространенной хромоникелевой аустенитной нержавеющей стали AISI 304 (18-8).
Влияние никеля на механические свойства аустенитной нержавеющей стали
Значительное влияние на механические свойства нержавеющей стали никель (Ni) оказывает за счет формирования и стабилизации аустенитной структуры.
Увеличение содержания никеля (Ni) в аустенитной нержавеющей стали повышает термодинамическую стабильность, пластичность и ударную вязкость, улучшая обрабатываемость давлением (штамповка, ковка), сталь лучше выдерживает деформации. Хромоникелевая сталь сохраняет ударную вязкость даже при низких температурах: благодаря отсутствию резкого охрупчивания такие сплавы используют как основной материал для изготовления криогенных емкостей и оборудования.
Влияние никеля на коррозионную стойкость аустенитной структуры нержавеющей стали
В условиях высокой температуры и высокого давления увеличение содержания никеля приводит к повышенной чувствительности к межкристаллитной коррозии под напряжением стали и сплавов, но этот неблагоприятный эффект будет ослаблен или подавлен из-за увеличения содержания хрома в стали и сплавах.
С увеличением содержания никеля в аустенитной нержавеющей стали для сохранения или повышения коррозионной стойкости необходимо уменьшить содержание углерода. Это связано с тем, что высокий уровень углерода способствует образованию карбидов хрома, которые могут мигрировать к границам зерен и вызвать МКК. Что же касается устойчивости к точечной (питтинговой) и щелевой коррозии - для никеля этот эффект незначителен.