镍元素是不锈钢中仅次于铬的重要合金元素。为了耐还原性酸和碱介质的腐蚀,钢中仅含有是不够的,必须向钢中加入镍。镍可促进不锈钢登钝化膜的稳定性,提高不锈钢的热力学稳定性。因此,不锈钢中铬和镍共存,可显著强化不锈钢的不锈性和耐蚀性。镍对不锈钢的高温抗氧化性有益,但对抗硫化性有害。因为镍与硫作用易形成低熔点硫化物。而低熔点硫化物的形成会显著降低钢的热加工性。
镍和铬组合能显著提高奥氏体不锈钢在苛性介质中的耐蚀性。虽然在耐点蚀、耐缝隙腐蚀的PRE值并没有镍的作用在内,但在低铬、钼含量的通用铬镍奥氏体不锈钢中,镍的作用还是有益的。
镍能显著改善不锈钢的塑、韧性,可使具有脆性转变温度的一些不锈钢的脆性温度下移。
镍可提高一些不锈钢的冷成型性和焊接性,降低奥氏体不锈钢的冷加工研化倾向。
一、奥氏体不锈钢
在主要元素为铁之基材中,加入铬(含量约16至25 wt%)及镍(含量约7至20 wt%)而成。 镍使合金保持在奥氏体,具有较佳之高温性质、低温韧性、耐蚀性及成形性。 奥氏体不锈钢,有最佳的抗蚀能力,因此占了不锈钢全部使用量的70 %。
二、铁素体不锈钢
主要元素仅有铁及铬,铬含量约12至30 wt%,此钢种在不同温度下均为铁素体,即不会因温度的变化而发生相变化,国际上常以400系不锈钢称之。 由于合金元素少了镍,故为较廉价的不锈钢,耐蚀性相对奥氏体不锈钢也较差,其中代表钢种为430不锈钢,铬含量约17 wt%,虽然耐蚀性较差,但有成本低廉的优势,因此,在一般工业与日常生活上,低腐蚀环境下,仍广泛使用。
三、马氏体不锈钢
此型不锈钢,含铬量约12至17 wt%,含碳量约0.15至1.2 wt%,为400系及500系不锈钢,基本型是410,其铬含量约13 wt%,在高温时,此钢种为奥氏体结构,经快速冷却后,转变成马氏体,具铁磁性。
四、析出硬化型不锈钢
此钢种以17-7奥氏体不锈钢为基础,添加少量合金元素,如铝与铜,藉由热处理促使析出物析出,而达到增进强度的效果,具有优良的强度、耐蚀性和切削性,适合制作航太工业等用途的高精度元件。
五、双相型不锈钢
双相型不锈钢为近年开始发展的不锈钢,其目的是为了克服奥氏体不锈钢容易在含氯环境下,产生应力腐蚀的缺点。 在常温下,为奥氏体与马氏体双相共存,且二相比例几乎相等。 此钢种将铬含量调整至24 wt% ;镍含量调整至7 wt%以上,使其在常温下呈双相状态,故其强度、韧性、与应力腐蚀耐受性,可介于奥氏体不锈钢及铁素体不锈钢之间。