1. Základné mechanizmy vplyvu niklu na húževnatosť pri nízkych{1}}teplotách
Mikroštrukturálna modifikácia: Podpora tvorby feritu-bainitu
Nikel je silnýstabilizátor austenituktorý oneskoruje transformáciu austenitu na krehké mikroštruktúry (napr. martenzit, hrubý perlit) počas chladenia. Namiesto toho podporuje tvorbu ajemná, tvárna feritová-bainitová matrica-kľúčová mikroštruktúra pre dobrú odolnosť pri nízkych-teplotách. Táto jemnozrnná-štruktúra znižuje pravdepodobnosť iniciácie a šírenia trhlín pri nízkych teplotách.Pevné spevnenie feritu
Atómy niklu sa rovnomerne rozpúšťajú vo feritovej matrici, čím zvyšujú jej húževnatosť bez nadmerného tvrdnutia (na rozdiel od uhlíka alebo mangánu). To znižuje oceľťažná-teplota{1}}krehkého prechodu (DBTT)-kritická metrika pre výkon pri nízkych-teplotách-, čo znamená, že ASTM A588 Grade B zostáva ťažná a odolná voči krehkému lomu pri nízkych teplotách-40 stupňov (-40 stupňov F)(pre triedu B s optimálnym obsahom niklu).Zlepšenie pevnosti hraníc zŕn
Nikel mierne segreguje na hraniciach zŕn, čím znižuje krehkosť fáz na hranici zŕn (napr. cementit) a zabraňuje medzikryštalickému praskaniu-, čo je bežný spôsob zlyhania ocelí vystavených poveternostným vplyvom pri nízkych teplotách.
2. Vplyv obsahu niklu nad rámec štandardného rozsahu
Pod 0,50 % Ni: Nedostatočná stabilizácia austenitu vedie k tvorbe hrubších, krehkejších mikroštruktúr (napr. perlit). DBTT stúpa a oceľ môže mať krehký lom pri teplotách nad -20 stupňov (-4 stupňov F).
Nad 1,50 % Ni: Aj keď sa húževnatosť môže mierne zvýšiť, nadbytok niklu zvyšuje výrobné náklady a môže znížiť schopnosť ocele vytvárať patinu- (kľúčová vlastnosť ocele odolnej voči poveternostným vplyvom) zmenou rovnováhy zliatiny s meďou (Cu) a chrómom (Cr).
3. Synergia s inými zliatinovými prvkami
Meď zvyšuje tvorbu patiny a dopĺňa spevnenie tuhého roztoku niklu.
Chróm zušľachťuje mikroštruktúru a zlepšuje chemickú stabilitu feritovej matrice, čím podporuje účinok niklu na zníženie DBTT-.
