鎳在鑄鐵中的作用

　　　鎳在鑄鐵中有輕微的石墨化作用，可以穩定珠光體和減少鐵素體含量。因此鑄鐵中的鎳有助于獲得均勻單一的組織和較高的致密度。鎳合金鑄鐵多用于制造汽車行業和化學行業的鑄件。

    　鎳與鐵在γ區內形成連續固溶體，液相線（1436℃以下），含65-72%Ni時，出現一個不很明顯的低點。鎳可以擴大γ區，含鎳鑄鐵在固態時，分成數個相，回火時，從這些相中都可析出FeNi3。α-Ni在360℃以下為面心立方晶型，β-Ni在1130℃以下為六方晶型，γ-Ni在熔點之前為體心立方晶型。Ni3C為六方晶型，在380℃以上時，分解為鎳和碳。由鎳-碳狀態圖可見，液體中的Ni3C直至200℃以上還是穩定的。鎳在γ鐵中可以無限固溶，但在α鐵中僅固溶10%左右。鎳有助于奧氏體的過冷。

鎳在鑄鐵中有輕微的石墨化作用，它的能力大約為硅的1/5-1/3。鑄鐵中含鎳量過高，會抵消一些元素阻礙石墨化的作用，使鑄鐵不會產生自由滲碳體，沒有白口傾向，降低鑄鐵的硬度。

    鑄鐵中加入少量的鎳（0.1-1.0%），會形成微細的珠光體，含鎳量較高時，會形成馬氏體和奧氏體。鎳在鋼中不產生任何的碳化物，幾乎全部存在于固溶體中，起固溶強化作用。鎳的原子半徑略小于鐵的原子半徑，鎳原子形成置換固溶體，擴散到正刃型位錯線上方受壓力的部位，造成溶質原子的壓力場和位錯應力場的交互作用，從而引起溶質原子趨于位錯周圍，仿佛析出了一個溶質原子的“氣團”。由于“氣團”的存在，位錯受到束縛，若使位錯掙脫“氣團”而運動，就必須要施加更大的外力。因此，鎳鑄鐵有著較高的強度和硬度。鎳鑄鐵基體由馬氏體組成，其硬度高，耐磨性高。鎳鑄鐵中存在大量的殘余奧氏體，鑄件在使用過程中產生加工硬化現象，也使鑄鐵的耐磨性有所增強。此外，鎳鑄鐵的結構均勻，致密度高，可以提高鑄件的抗蝕能力和在不高溫度下的耐磨性能。

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              南京諾金高速分析儀器廠

                 2022年6月8日