1. Osnovni mehanizmi utjecaja nikla na žilavost pri niskim-temperaturama
Mikrostrukturna modifikacija: Poticanje stvaranja ferit-bainita
Nikal je jakstabilizator austenitakoji odgađa transformaciju austenita u krte mikrostrukture (npr. martenzit, grubi perlit) tijekom hlađenja. Umjesto toga, potiče stvaranje afina, duktilna feritna-bainitna matrica-ključna mikrostruktura za dobru-žilavost na niskim temperaturama. Ova fino{3}}zrnasta struktura smanjuje vjerojatnost nastanka i širenja pukotina pri niskim temperaturama.Ojačanje čvrste otopine ferita
Atomi nikla jednoliko se otapaju u feritnoj matrici, povećavajući njenu žilavost bez pretjeranog otvrdnjavanja (za razliku od ugljika ili mangana). Ovo smanjuje čeliktemperatura prijelaza-u-duktilno{1}}krto (DBTT)-kritična metrika za niske-temperaturne performanse-što znači da ASTM A588 stupanj B ostaje duktilan i otporan na krti lom na niskim temperaturama-40 stupnjeva (-40 stupnjeva F)(za stupanj B s optimalnim sadržajem nikla).Poboljšanje čvrstoće granica zrna
Nikal se malo odvaja na granicama zrna, smanjujući krtost faza na granicama zrna (npr. cementita) i sprječavajući intergranularno pucanje-, što je uobičajeni način kvara kod čelika izloženih atmosferilijama na niskim temperaturama.
2. Utjecaj sadržaja nikla izvan standardnog raspona
Ispod 0,50% Ni: Nedovoljna stabilizacija austenita dovodi do stvaranja grubljih, lomljivijih mikrostruktura (npr. perlit). DBTT raste, a čelik može doživjeti krti lom na temperaturama iznad -20 stupnjeva (-4 stupnja F).
Iznad 1,50% Ni: Iako se žilavost može neznatno povećati, višak nikla povećava troškove proizvodnje i može smanjiti sposobnost čelika-za stvaranje patine (ključno svojstvo otpornog čelika) mijenjanjem ravnoteže legure s bakrom (Cu) i kromom (Cr).
3. Sinergija s drugim elementima legure
Bakar pojačava stvaranje patine i nadopunjuje ojačavanje čvrste otopine nikla.
Krom pročišćava mikrostrukturu i poboljšava kemijsku stabilnost feritne matrice, podržavajući DBTT-učinak nikla.
