鎳在鑄鐵中有輕微的石墨化作用，可以穩(wěn)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(yè)和化學(xué)行業(yè)的鑄件。
鎳與鐵在γ區(qū)內(nèi)形成連續(xù)固溶體，液相線（1436℃以下），含65-72%ni時(shí)，出現(xiàn)一個(gè)不很明顯的低點(diǎn)。鎳可以擴(kuò)大γ區(qū)，含鎳鑄鐵在固態(tài)時(shí)，分成數(shù)個(gè)相，回火時(shí)，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(diǎn)之前為體心立方晶型。ni3c為六方晶型，在380℃以上時(shí)，分解為鎳和碳。由鎳-碳狀態(tài)圖可見，液體中的ni3c直至200℃以上還是穩(wěn)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(huì)抵消一些元素阻礙石墨化的作用，使鑄鐵不會(huì)產(chǎn)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(huì)形成微細(xì)的珠光體，含鎳量較高時(shí)，會(huì)形成馬氏體和奧氏體。鎳在鋼中不產(chǎn)生任何的碳化物，幾乎全部存在于固溶體中，起固溶強(qiáng)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(kuò)散到正刃型位錯(cuò)線上方受壓力的部位，造成溶質(zhì)原子的壓力場(chǎng)和位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)的交互作用，從而引起溶質(zhì)原子趨于位錯(cuò)周圍，仿佛析出了一個(gè)溶質(zhì)原子的“氣團(tuán)”。由于“氣團(tuán)”的存在，位錯(cuò)受到束縛，若使位錯(cuò)掙脫“氣團(tuán)”而運(yùn)動(dòng)，就必須要施加更大的外力。因此，鎳鑄鐵有著較高的強(qiáng)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(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，也使鑄鐵的耐磨性有所增強(qiáng)。此外，鎳鑄鐵的結(jié)構(gòu)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