1. Nikkelin vaikutuksen perusmekanismit matalan lämpötilan sitkeyteen{1}}
Mikrorakenteen modifikaatio: Edistetään ferriitti{0}}bainiitin muodostumista
Nikkeli on vahvaausteniittistabilisaattorijoka viivyttää austeniitin muuttumista hauraiksi mikrorakenteiksi (esim. martensiitti, karkea perliitti) jäähdytyksen aikana. Sen sijaan se kannustaa ahieno, sitkeä ferriitti-bainiittimatriisi-avainmikrorakenne hyvän matalissa lämpötiloissa-lujuutta varten. Tämä hieno-rakeinen rakenne vähentää halkeilun alkamisen ja etenemisen todennäköisyyttä matalissa lämpötiloissa.Kiinteä ratkaisu Ferriitin vahvistaminen
Nikkeliatomit liukenevat tasaisesti ferriittimatriisiin, mikä lisää sen sitkeyttä ilman liiallista kovettumista (toisin kuin hiili tai mangaani). Tämä vähentää terästäsitkeästä-hauraaseen{1}}siirtymälämpötila (DBTT)-kriittinen mittari alhaisen-lämpötilan suorituskyvylle-, mikä tarkoittaa, että ASTM A588 Grade B pysyy sitkeänä ja kestää hauraita murtumia jopa alhaisissa lämpötiloissa-40 astetta (-40 astetta F)(luokka B, jossa on optimaalinen nikkelipitoisuus).Raerajan sitkeyden parantaminen
Nikkeli erottuu hieman raerajoilla vähentäen raerajafaasien (esim. sementiitin) haurautta ja estäen rakeiden välistä halkeilua-, joka on yleinen vikatila terästen säänkestävissä matalissa lämpötiloissa.
2. Normaalin alueen ylittävän nikkelisisällön vaikutus
Alle 0,50 % Ni: Riittämätön austeniitin stabilointi johtaa karkeampien, hauraampien mikrorakenteiden muodostumiseen (esim. perliitti). DBTT kohoaa ja teräs voi murtua yli -20 asteen (-4 astetta F) lämpötiloissa.
Yli 1,50 % Ni: Vaikka sitkeys voi kasvaa hieman, ylimääräinen nikkeli nostaa tuotantokustannuksia ja voi heikentää teräksen patina{0}}muodostuskykyä (säänkestävän teräksen keskeinen ominaisuus) muuttamalla seostasapainoa kuparilla (Cu) ja kromilla (Cr).
3. Synergia muiden metalliseoselementtien kanssa
Kupari tehostaa patinan muodostumista ja täydentää nikkelin kiinteän liuoksen vahvistusta.
Kromi jalostaa mikrorakennetta ja parantaa ferriittimatriisin kemiallista stabiilisuutta tukemalla nikkelin DBTT{0}}-alentaa.
