鎳Ni（熔點1450℃）

鎳作為一種面心立方晶體結構的金屬元素，富于韌性，滑移面多，發生滑移變形的方向多，對塑性、韌性的貢獻較大。

1、對基體組織的影響

Ni是促進石墨化元素，石墨化能力相當于硅的1/4～1/2。它既有阻止碳化鐵生成又能使石墨細化、均勻，使珠光體細化，Ni與Cu一樣，能使壁厚不同鑄件，組織上差異減少。它是石墨化元素中作用較佳的元素之一。

鎳可無限溶解于固溶體中，降低了碳的的溶解度，有助于碳化物的分解，不與碳形成碳化物，并降低鑄鐵的白口層深度和消除碳化物的硬點，減少白口形成傾向，而不導致石墨粗化和強度降低。

鎳是很強的奧氏體穩定化元素。鎳降低γ→α轉變溫度，穩定和細化珠光體，在低溫高韌性球鐵中適量添加鎳可以強化鐵素體基體。每加入質量分數為0.5%的鎳，可使鐵素體基體的球鐵的屈服強度提高18MPa。

鎳作為石墨化元素可使白口傾向降低，但能力只有硅的1/5～1/3。鎳對石墨形態和共晶團數量沒有影響。鎳是穩定奧氏體元素作用比銅強烈，加入少量的鎳就能抑制鐵素體。鎳可以減少球鐵的斷面敏感性。由于鎳使奧氏體轉變溫度降低，因而使珠光體細化，并使珠光體數量增多。

加入0.1%～1.0%的少量鎳時，能細化晶粒和石墨尺寸；當加入超過1%的鎳時，需要降低硅的含量，既可獲得高的強度又不致于造成硬而不易加工的邊緣。

鎳主要對基體發生影響，鎳低于3.6%時，為細珠光全型鑄鐵；鎳3%～8%時，為馬氏體型鑄鐵；鎳低于10%時，為奧氏體型鑄鐵。

單獨加鎳，特別是鎳加入量在1.5%以下時，一般不會獲得應有的效果。因此在某些實際應用中，鎳常同其它合金元素聯合加入，鎳與鉻使用時，通常鎳不大于3.0%和鉻不大于1.0%，但含鎳1.0%～6.0%和鉻0.5%～2.5%的鎳鉻白口鑄鐵則已用于冷硬鑄鐵件或白口鑄鐵件；

鎳與鉬使用時，通常鎳不大于2.0%和鉬不大于1.0%～1.25%，但在厚斷面中其比例為1份鎳和1份鉬；鎳與銅鉻使用時，主要用于奧氏體耐蝕鑄鐵，這種鑄鐵含有鎳14%左右，銅6%和大約2%的鉻，加鉻是為了增加鑄鐵的硬度。

2、對力學性能的影響

提高強度和沖擊韌性，特別是和鉬結合使用效果更明顯。強化鐵素體，降低脆性轉變溫度，含鎳的球鐵在低溫時具有更高的沖擊韌性。含鎳量增加，硬度增加，與釩復合作用更為明顯。

Ni是穩定奧氏體元素，少量添加可降低白口傾向，也可作為低溫球墨鑄鐵基體強化元素使用。向球鐵中添加0.6%的Ni，基體中將形成約5%的珠光體，合金抗拉強度和屈服強度將提高約20MPa，對合金低溫沖擊韌性無較大影響。

對于低溫高韌性球鐵，當硅含量一定時，隨著鎳含量的增加，腐蝕速率不斷下降；當鎳一定時，隨著硅含量的增加，腐蝕速率也在不斷下降，鎳含量越高，試樣所產生的腐蝕產物越少，耐腐蝕性就越好。其含量一般小于0.5%。

加入Ni1～5%可使低碳鑄鐵降低硬度，提高強度，減少因壁厚不同的組織差別。加入量>1.5%使珠光體極細，顯著提高基體強度。加入量>4.0%基體中可能出現馬氏體組織，鑄件硬度大大地提高；

Ni有利于提高耐磨性能、改善加工性能。

Ni不溶于碳化物中，但可改變基體的特性。鎳量增加，基體可由珠光體轉變為貝氏體或馬氏體，使鑄態硬度大大提高。