1. Pagrindiniai nikelio poveikio žemos temperatūros atsparumui mechanizmai
Mikrostruktūros modifikavimas: ferito{0}}bainito susidarymo skatinimas
Nikelis yra stiprusaustenito stabilizatoriuskuris atitolina austenito virsmą trapiomis mikrostruktūromis (pvz., martensitu, šiurkščiavilniu perlitu) aušinimo metu. Vietoj to, jis skatina formuotis asmulki, kaliojo ferito{0}}bainito matrica-pagrindinė mikrostruktūra, užtikrinanti gerą atsparumą žemai{1}}temperatūrai. Ši smulkia-grūdėta struktūra sumažina įtrūkimų atsiradimo ir plitimo tikimybę esant žemai temperatūrai.Ferito stiprinimas kietu tirpalu
Nikelio atomai tolygiai ištirpsta ferito matricoje, padidindami jos kietumą be per didelio sukietėjimo (skirtingai nei anglies ar mangano). Tai sumažina plienoplastiška-į-trapi perėjimo temperatūra (DBTT)-kritinė žemos-temperatūros veikimo metrika-tai reiškia, kad ASTM A588 B klasė išlieka plastiška ir atspari trapiam lūžimui esant žemai temperatūrai-40 laipsnių (-40 laipsnių F)(B klasės su optimaliu nikelio kiekiu).Grūdų ribų tvirtumo gerinimas
Nikelis šiek tiek atsiskiria ties grūdelių ribomis, sumažindamas grūdelių ribinių fazių (pvz., cementito) trapumą ir užkertant kelią tarpkristaliniam įtrūkimui-, kuris yra įprastas gedimo būdas, kai plienas žemoje temperatūroje yra atsparus oro sąlygoms.
2. Nikelio kiekio, viršijančio standartinį diapazoną, poveikis
Mažiau 0,50% Ni: Dėl nepakankamo austenito stabilizavimo susidaro stambesnės, trapesnės mikrostruktūros (pvz., perlitas). DBTT pakyla, o plienas gali trapus lūžti aukštesnėje nei -20 laipsnių (-4 laipsnių F) temperatūroje.
Daugiau nei 1,50% Ni: Nors kietumas gali nežymiai padidėti, nikelio perteklius padidina gamybos sąnaudas ir gali sumažinti plieno patinos -formavimo gebėjimą (pagrindinę atmosferos poveikiui atsparaus plieno savybę), pakeisdamas lydinio balansą su variu (Cu) ir chromu (Cr).
3. Sinergija su kitais lydinio elementais
Varis pagerina patinos susidarymą ir papildo kieto nikelio tirpalo stiprinimą.
Chromas patobulina mikrostruktūrą ir pagerina ferito matricos cheminį stabilumą, palaikydamas nikelio DBTT{0}}mažinimo efektą.
