镍在给水不锈钢水管道中的作用

无锡不锈钢管、无锡不锈钢板厂家无锡汉能不锈钢2020年3月17日讯 镍在不锈钢水管中的主要作用是改变钢的晶体结构。不锈钢中镍含量增加的主要原因之一是形成奥氏体晶体结构，从而提高不锈钢的塑性、可焊性和韧性，因此镍被称为奥氏体形成元素。

普通碳钢的晶体结构称为铁氧体，即Bcc结构。加入镍后，晶体结构由bcc结构转变为fcc结构，称为奥氏体。然而，镍并不是唯一具有这种特性的元素。常见的奥氏体形成元素有镍、碳、氮、锰和铜。这些元素在奥氏体形成中的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构具有重要意义。目前，已经有许多公式来表示奥氏体形成元素的相对重要性。最著名的公式是：

从这个方程可以看出，碳是一种很强的奥氏体形成元素，其形成奥氏体的能力是镍的30倍，但不能添加到耐腐蚀不锈钢中，因为它在焊接后会引起敏化腐蚀和随后的晶间腐蚀。氮元素形成奥氏体的能力是镍的30倍，但它是一种气体。为了避免气孔问题，只能在不锈钢中加入少量的氮。锰和铜的加入会降低耐火材料的使用寿命和焊接问题。从镍方程可以看出，添加锰对奥氏体的形成不是很有效，但添加锰可以使更多的氮溶解到不锈钢中，而氮是一种很强的奥氏体形成元素。在200系列不锈钢中，用足够的锰和氮代替镍，形成100%的奥氏体组织。镍含量越低，锰和氮的添加量就越高。例如，在201型不锈钢中，仅含4.5%镍和0.25%氮。根据镍方程，这些氮在形成奥氏体的能力上相当于7.5%的镍，因此也可以形成100%的奥氏体组织。这也是200系列不锈钢的形成原理。在一些不符合标准的200系列不锈钢中，由于锰、氮含量不足，为了形成100%的奥氏体组织，人为降低铬的添加量，必然导致不锈钢的耐蚀性下降。

在不锈钢水管中，有两个相反的力同时作用：铁素体形成元素不断形成铁素体，而奥氏体形成元素不断形成奥氏体。最终的晶体结构取决于两种添加元素的相对数量。铬是铁素体形成元素，在不锈钢晶体结构的形成过程中，铬与奥氏体形成元素之间存在竞争关系。由于铁和铬都是铁素体形成元素，400系列不锈钢是一种具有磁性的完全铁素体不锈钢。在把奥氏体形成元素-镍加入到Fe-Cr不锈钢的过程中，随着镍成分的增加，形成的奥氏体逐渐增加，直至铁素体组织全部转变为奥氏体组织，形成300系列不锈钢。