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鎳主要用于不銹鋼生產(chǎn)，但有多達(dá)8％的鎳用于合金鋼生產(chǎn)，合金鋼憑借特定特性可以用于專門且往往非常重要的應(yīng)用。

合金鋼包括多種鐵基材料。含鎳量從很低的0.3％左右（某些合金鋼）到很高的20％（馬氏體時(shí)效鋼）不等。每種合金具有高于普通碳鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性或韌性的特定組合。它們一般用于動力輸出、金屬成型和切割設(shè)備，或者在碳鋼韌性不足的低溫下使用。為了簡便起見，合金鋼可以分為幾類，憑借特定屬性適應(yīng)特定的終端用途。含鎳合金鋼在工具和機(jī)械制造方面至關(guān)重要，因而工業(yè)才能制造更多的工具和機(jī)械。

▼一些重要含鎳合金鋼的典型化學(xué)成分

01可淬硬低合金鋼

▲可淬硬低合金鋼用于曲軸、齒輪和飛機(jī)起落架制造全都得益于鎳成分

這些鋼材屬于一類鐵基材料，具有優(yōu)于普通碳鋼的機(jī)械性質(zhì)。通過添加鎳、鉻和鉬等合金元素，然后進(jìn)行淬火（快速冷卻）和回火熱處理制成此材料。如果淬火前將這些元素溶解于奧氏體中，那么就能提高可淬硬性。鎳補(bǔ)足了鉻和鉬的淬硬效果，而且在讓淬火和回火熱處理形成的硬質(zhì)馬氏體微觀結(jié)構(gòu)具有韌性的過程中起到了重要作用。

請參見下表。

▼退火、淬火和回火狀態(tài)下AISI 4340的典型力學(xué)數(shù)值與AISI 1045碳鋼的比較

02工具鋼

▲工具鋼－空氣硬化鋼剪切刀片

工具鋼包含用于壓模（沖壓或擠出）、切割或剪切、模具制作或沖擊應(yīng)用（例如錘子，包括個人或工業(yè)使用）的多種高硬度、耐磨損鋼材。其熱處理方式類似于可淬硬低合金鋼。

空氣硬化工具鋼可以減小快速水淬引起的變形，而且在耐磨性與韌性之間取得了平衡。

塑料模具工具鋼屬于經(jīng)過成型、滲碳、硬化和回火達(dá)到較高表面硬度的低碳鋼，因此非常適合注塑模具和壓鑄模具。

03高強(qiáng)度低合金（耐候鋼）

這些鋼材的細(xì)粒結(jié)構(gòu)使得它們的強(qiáng)度高于普通碳鋼。這種細(xì)粒結(jié)構(gòu)是通過影響轉(zhuǎn)變溫度實(shí)現(xiàn)的，從而在空氣冷卻過程中，奧氏體可以在較低溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)殍F氧體和珠光體。在HSLA鋼材典型的低碳水平下，硅、銅、鎳和磷等元素在細(xì)珠光體的生產(chǎn)中特別有效。

添加的鉻、銅和鎳形成了一個穩(wěn)定的銹層，可以附著在母材金屬上，而且其孔隙遠(yuǎn)少于普通結(jié)構(gòu)鋼上形成的銹層，由此大大降低了腐蝕速度，讓這些鋼材在無涂覆狀態(tài)下使用。

▼下表表示ASTM A36碳結(jié)構(gòu)鋼與ASTM A588 C級高強(qiáng)度低合金結(jié)構(gòu)鋼機(jī)械特性的區(qū)別。