镍在高锰钢中的作用

镍在钢中是稳定奥氏体的合金元素，由于高锰钢中锰含量高，锰稳定奥氏体的作用往往掩盖了加入高锰钢中镍的作用，镍在高锰钢中的主要作用如下：

1) 镍能抑制碳从奥氏体中脱溶，降低晶界碳化物析出倾向，显著减少晶间碳化物数量。含镍高锰钢以正火代替水淬获得单一奥氏体组织，这将大大降低因水淬而引起的铸件变形和裂纹发生率，简化生产设备。

2) 镍能明显提高高锰钢的低温力学性能。1％C-12％Mn高锰钢-40℃的冲击韧度只有室温值的57％，而加入质量分数为3％的镍后，此比值提高到75％。常规高锰钢的零塑性转变温度（NDTT）为-93℃，加入镍后可降至-100℃以下，且镍质量分数为5％以下时，高锰钢的低温冲击韧度随镍含量增加而提高。

3) 镍能提高高锰钢使用温度，扩大器应用范围。热处理后的普通高锰钢加热至260℃即开始在奥氏体经理内析出针状碳化物，导致材料脆性相应上升。高锰钢中加入质量分数为3％的镍后，可使状碳化物的析出温度提高至380℃。

4) 镍能改善高锰钢的抗氧化性能。含镍高锰钢铸态组织中碳化物尺寸小、数量少，奥氏体化温度可降低到950℃左右，保温时间也可相应缩短，再由于含镍铸件本身具有较好的抗氧化作用，导致含镍高锰钢铸件热处理后的脱碳量和氧化皮生成量大幅度降低，明显提高了铸件质量。另外，含镍高锰钢还具有良好的抗裂性能。

5) 镍能改善高锰钢的焊接性能。用化学成分（质量分数）≤1.1％C、11％-18％Mn、3.0％-5.0％Ni、0.04％-0.06％Si和≤2.0％Mo的含镍高锰钢焊条可代替1Cr18Ni9Ti不锈钢焊条对高锰钢铸件施焊，可以获得无碳化物析出、不发生奥氏体晶粒外延生长导致产生粗大柱状晶粒的焊缝，力学性能良好，强度、塑性和韧性与普通高锰钢没有差别。镍是我国的短缺资源，价格高，在高锰钢中应谨慎使用。

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