1. กลไกหลักของผลกระทบของนิกเกิลต่อความเหนียวของอุณหภูมิต่ำ-
การปรับเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาค: ส่งเสริมเฟอร์ไรต์-การก่อตัวของเบนไนต์
นิกเกิลมีความแข็งแรงโคลงออสเทนไนต์ที่ชะลอการเปลี่ยนแปลงของออสเทนไนต์ไปเป็นโครงสร้างจุลภาคที่เปราะ (เช่น มาร์เทนไซต์, เพิร์ลไลต์หยาบ) ในระหว่างการทำความเย็น แต่จะส่งเสริมการก่อตัวของเมทริกซ์เฟอร์ไรต์เหนียวละเอียด--โครงสร้างจุลภาคที่สำคัญสำหรับความทนทานต่ออุณหภูมิต่ำ-ที่ดี โครงสร้างที่ละเอียด-นี้ช่วยลดโอกาสที่จะเกิดรอยแตกร้าวและการแพร่กระจายที่อุณหภูมิต่ำสารละลายแข็งของเฟอร์ไรต์
อะตอมของนิกเกิลละลายอย่างสม่ำเสมอในเมทริกซ์เฟอร์ไรต์ ซึ่งเพิ่มความเหนียวโดยไม่ทำให้แข็งตัวมากเกินไป (ไม่เหมือนคาร์บอนหรือแมงกานีส) ซึ่งจะช่วยลดปริมาณเหล็กอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านแบบเหนียว-ถึง-เปราะ (DBTT)-ตัวชี้วัดที่สำคัญสำหรับ-ประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ- หมายความว่า ASTM A588 เกรด B ยังคงความเหนียวและทนทานต่อการแตกหักแบบเปราะที่อุณหภูมิต่ำถึง-40 องศา (-40 องศาฟาเรนไฮต์)(สำหรับเกรด B ที่มีปริมาณนิกเกิลที่เหมาะสมที่สุด)การปรับปรุงความเหนียวขอบเขตของเกรน
นิกเกิลแยกตัวเล็กน้อยที่ขอบเขตของเกรน ช่วยลดความเปราะบางของเฟสขอบเขตของเกรน (เช่น ซีเมนไทต์) และป้องกันการแตกร้าวตามขอบเกรน- ซึ่งเป็นโหมดความล้มเหลวทั่วไปสำหรับการผุกร่อนของเหล็กที่อุณหภูมิต่ำ
2. ผลกระทบของปริมาณนิกเกิลที่เกินช่วงมาตรฐาน
ต่ำกว่า 0.50% Ni: การคงตัวของออสเทนไนต์ไม่เพียงพอทำให้เกิดโครงสร้างจุลภาคที่หยาบและเปราะมากขึ้น (เช่น เพิร์ลไลต์) DBTT เพิ่มขึ้น และเหล็กอาจเกิดการแตกหักแบบเปราะที่อุณหภูมิสูงกว่า -20 องศา (-4 องศา F)
สูงกว่า 1.50% Ni: แม้ว่าความเหนียวอาจเพิ่มขึ้นเล็กน้อย แต่นิกเกิลส่วนเกินจะทำให้ต้นทุนการผลิตสูงขึ้น และอาจลดความสามารถในการขึ้นรูปคราบของเหล็ก- (คุณสมบัติหลักของเหล็กผุกร่อน) โดยการเปลี่ยนสมดุลของโลหะผสมด้วยทองแดง (Cu) และโครเมียม (Cr)
3. การทำงานร่วมกันกับองค์ประกอบโลหะผสมอื่นๆ
ทองแดงช่วยเพิ่มการสร้างคราบและเสริมความแข็งแกร่งให้กับสารละลายของแข็งของนิกเกิล
โครเมียมปรับแต่งโครงสร้างจุลภาคและปรับปรุงความเสถียรทางเคมีของเมทริกซ์เฟอร์ไรต์ ซึ่งสนับสนุนการลด DBTT{0}} ของนิกเกิล
