镍Ni（熔点1450℃）

镍Ni（熔点1450℃）

镍作为一种面心立方晶体结构的金属元素，富于韧性，滑移面多，发生滑移变形的方向多，对塑性、韧性的贡献较大。

1、对基体组织的影响

Ni是促进石墨化元素，石墨化能力相当于硅的1/4～1/2。它既有阻止碳化铁生成又能使石墨细化、均匀，使珠光体细化，Ni与Cu一样，能使壁厚不同铸件，组织上差异减少。它是石墨化元素中作用较佳的元素之一。

镍可无限溶解于固溶体中，降低了碳的的溶解度，有助于碳化物的分解，不与碳形成碳化物，并降低铸铁的白口层深度和消除碳化物的硬点，减少白口形成倾向，而不导致石墨粗化和强度降低。

镍是很强的奥氏体稳定化元素。镍降低γ→α转变温度，稳定和细化珠光体，在低温高韧性球铁中适量添加镍可以强化铁素体基体。每加入质量分数为0.5%的镍，可使铁素体基体的球铁的屈服强度提高18MPa。

镍作为石墨化元素可使白口倾向降低，但能力只有硅的1/5～1/3。镍对石墨形态和共晶团数量没有影响。镍是稳定奥氏体元素作用比铜强烈，加入少量的镍就能抑制铁素体。镍可以减少球铁的断面敏感性。由于镍使奥氏体转变温度降低，因而使珠光体细化，并使珠光体数量增多。

加入0.1%～1.0%的少量镍时，能细化晶粒和石墨尺寸；当加入超过1%的镍时，需要降低硅的含量，既可获得高的强度又不致于造成硬而不易加工的边缘。

镍主要对基体发生影响，镍低于3.6%时，为细珠光全型铸铁；镍3%～8%时，为马氏体型铸铁；镍低于10%时，为奥氏体型铸铁。

单独加镍，特别是镍加入量在1.5%以下时，一般不会获得应有的效果。因此在某些实际应用中，镍常同其它合金元素联合加入，镍与铬使用时，通常镍不大于3.0%和铬不大于1.0%，但含镍1.0%～6.0%和铬0.5%～2.5%的镍铬白口铸铁则已用于冷硬铸铁件或白口铸铁件；

镍与钼使用时，通常镍不大于2.0%和钼不大于1.0%～1.25%，但在厚断面中其比例为1份镍和1份钼；镍与铜铬使用时，主要用于奥氏体耐蚀铸铁，这种铸铁含有镍14%左右，铜6%和大约2%的铬，加铬是为了增加铸铁的硬度。

2、对力学性能的影响

提高强度和冲击韧性，特别是和钼结合使用效果更明显。强化铁素体，降低脆性转变温度，含镍的球铁在低温时具有更高的冲击韧性。含镍量增加，硬度增加，与钒复合作用更为明显。

Ni是稳定奥氏体元素，少量添加可降低白口倾向，也可作为低温球墨铸铁基体强化元素使用。向球铁中添加0.6%的Ni，基体中将形成约5%的珠光体，合金抗拉强度和屈服强度将提高约20MPa，对合金低温冲击韧性无较大影响。

对于低温高韧性球铁，当硅含量一定时，随着镍含量的增加，腐蚀速率不断下降；当镍一定时，随着硅含量的增加，腐蚀速率也在不断下降，镍含量越高，试样所产生的腐蚀产物越少，耐腐蚀性就越好。其含量一般小于0.5%。

加入Ni1～5%可使低碳铸铁降低硬度，提高强度，减少因壁厚不同的组织差别。加入量>1.5%使珠光体极细，显著提高基体强度。加入量>4.0%基体中可能出现马氏体组织，铸件硬度大大地提高；

Ni有利于提高耐磨性能、改善加工性能。

Ni不溶于碳化物中，但可改变基体的特性。镍量增加，基体可由珠光体转变为贝氏体或马氏体，使铸态硬度大大提高。