鎳當量

鎳當量是反映不鏽鋼焊縫金屬組織奧氏體化程度的指標。

鎳當量-定義

鎳當量是反映不鏽鋼焊縫金屬組織奧氏體化程度的指標。其量值是根據焊縫金屬組織中包含的奧氏體元素(如鎳，碳，錳等)，按其奧氏體化作用的強烈程度折算成相當於若干個鎳之總和。

鎳當量-計算方法

鎳在鋼中的主要作用在於它改變了鋼的晶體結構，有利於奧氏體晶體結構的形成，從而改善諸如可塑性、可焊接性和韌性等合金鋼的屬性，所以鎳被稱為奧氏體形成元素。然而，鎳並不是唯一具有此種性質的元素。常見的奧氏體形成元素有：鎳、碳、氮、錳、銅。這些元素在形成奧氏體方面的相對重要性對於預測合金鋼的晶體結構具有重要意義。

目前，人們已經研究出很多公式來表述奧氏體形成元素的相對重要性，最著名的是下面的公式：

奧氏體形成能力(鎳當量) =Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%

從這個等式可以看出：碳是一種較強的奧氏體形成元素，其形成奧氏體的能力是鎳的30倍，但是它不能被添加到耐腐蝕的不鏽鋼中，因為在焊接後它會造成敏化腐蝕和隨後的晶間腐蝕問題。氮元素形成奧氏體的能力也是鎳的30倍，但是它是氣體，想要不造成多孔性的問題，只能在不鏽鋼中添加數量有限的氮。添加錳和銅會造成煉鋼過程中耐火生命減少和焊接的問題。另一方面，從上述式中可以看出，添加錳對於形成奧氏體並不非常有效，但是添加錳可以使更多的氮溶解到不鏽鋼中，而氮正是一種非常強的奧氏體形成元素。在200系列的不鏽鋼中，正是用足夠的錳和氮來代替鎳形成100%的奧氏體結構，鎳的含量越低，所需要加入的錳和氮數量就越高。

例如在201型不鏽鋼中，只含有4.5%的鎳，同時含有0.25%的氮。由鎳等式可知這些氮在形成奧氏體的能力上相當於7.5%的鎳，所以同樣可以形成100%奧氏體結構。這也是200系列不鏽鋼的形成原理。在有些不符合標準的200系列不鏽鋼中，由於不能加入足夠數量的錳和氮，為了形成100%的奧氏體結構，人為的減少了鉻的加入量，這必然導致了不鏽鋼抗腐蝕能力的下降。