1. Pamatmehānismi niķeļa ietekmei uz zemas temperatūras izturību
Mikrostruktūras modifikācijas: ferīta{0}}bainīta veidošanās veicināšana
Niķelis ir spēcīgsaustenīta stabilizatorskas aizkavē austenīta pārvēršanos par trauslām mikrostruktūrām (piemēram, martensītu, rupjo perlītu) dzesēšanas laikā. Tā vietā tas veicina a veidošanossmalka, kaļamā ferīta-bainīta matrica-galvenā mikrostruktūra labai zemas temperatūras-izturībai. Šī smalkā-graudainā struktūra samazina plaisu rašanās un izplatīšanās iespējamību zemā temperatūrā.Ferīta stiprināšana ar cietu šķīdumu
Niķeļa atomi vienmērīgi izšķīst ferīta matricā, palielinot tās stingrību bez pārmērīgas sacietēšanas (atšķirībā no oglekļa vai mangāna). Tas samazina tēraudaplastiskas{0}}uz-trauslas pārejas temperatūra (DBTT)-kritisks rādītājs zemas-temperatūras veiktspējai-, kas nozīmē, ka ASTM A588 B klase joprojām ir elastīga un izturīga pret trausliem lūzumiem tik zemā temperatūrā-40 grādi (-40 grādi F)(B klasei ar optimālu niķeļa saturu).Graudu robežu stingrības uzlabošana
Niķelis nedaudz atdalās pie graudu robežām, samazinot graudu robežfāžu (piemēram, cementīta) trauslumu un novēršot starpgranulu plaisāšanu-, kas ir izplatīts atteices veids tēraudiem, kas iztur laikapstākļus zemā temperatūrā.
2. Niķeļa satura ietekme ārpus standarta diapazona
Zem 0,50% Ni: Nepietiekama austenīta stabilizācija izraisa rupjāku, trauslāku mikrostruktūru veidošanos (piemēram, perlīts). DBTT paaugstinās, un tērauds var trausli salauzt temperatūrā virs -20 grādiem (-4 grādiem F).
Virs 1,50% Ni: Lai gan stingrība var nedaudz palielināties, niķeļa pārpalikums palielina ražošanas izmaksas un var samazināt tērauda patina{0}}veidošanās spēju (galvenā laika apstākļu izturīga tērauda īpašība), mainot sakausējuma līdzsvaru ar varu (Cu) un hromu (Cr).
3. Sinerģija ar citiem sakausējuma elementiem
Varš uzlabo patina veidošanos un papildina niķeļa cietā šķīduma stiprināšanu.
Hroms uzlabo mikrostruktūru un uzlabo ferīta matricas ķīmisko stabilitāti, atbalstot niķeļa DBTT{0}}pazeminošo efektu.
