Prif rôl nicel mewn dur di-staen yw ei fod yn newid strwythur grisial y dur. Un o'r prif resymau dros ychwanegu nicel at ddur di-staen yw ffurfio strwythur grisial austenitig, sy'n gwella priodweddau dur di-staen fel hydwythedd, weldadwyedd a chaledwch, felly gelwir nicel yn gyn austenite. Gelwir strwythur grisial dur carbon cyffredin yn ferrite, sef strwythur ciwbig sy'n canolbwyntio ar y corff (BCC), ac ychwanegir nicel i hyrwyddo'r strwythur grisial o strwythur ciwbig sy'n canolbwyntio ar y corff (BCC) i giwbig wyneb-ganolog (FCC). ) strwythur, a elwir yn austenite. Fodd bynnag, nid yw nicel yn elfen anghyffredin gydag eiddo o'r fath. Elfennau cyffredin sy'n ffurfio austenit yw: nicel, carbon, nitrogen, manganîs, a chopr. Mae pwysigrwydd cymharol yr elfennau hyn wrth ffurfio austenite â goblygiadau pwysig ar gyfer rhagweld strwythur grisial duroedd di-staen. Ar hyn o bryd, mae llawer o fformiwlâu wedi'u datblygu i fynegi pwysigrwydd cymharol elfennau sy'n ffurfio austenite. Yr un enwocaf yw'r fformiwla ganlynol: Austenite-forming ability=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%
Gellir gweld o'r hafaliad hwn bod carbon yn elfen gref sy'n ffurfio austenite gyda 30 gwaith y gallu i ffurfio austenite na nicel, ond ni ellir ei ychwanegu at ddur di-staen sy'n gwrthsefyll cyrydiad oherwydd ar ôl ei weldio Gall achosi cyrydiad sensiteiddiedig a chorydiad rhyng-gronynnog dilynol. problemau. Mae nitrogen hefyd 30 gwaith yn fwy galluog i ffurfio austenite na nicel, ond mae'n nwy a dim ond symiau cyfyngedig o nitrogen y gellir eu hychwanegu at ddur di-staen heb achosi problemau mandylledd. Gall ychwanegu manganîs a chopr achosi problemau gyda llai o fywyd anhydrin a weldio yn y broses gwneud dur.
Fel y gwelwch o'r hafaliad nicel, nid yw ychwanegu manganîs yn effeithiol iawn wrth ffurfio austenite, ond mae ychwanegu manganîs yn caniatáu i fwy o nitrogen, sy'n gyn austenit cryf iawn, hydoddi i'r dur di-staen. Mewn 200 o ddur di-staen cyfres, mae'n ddigon o fanganîs a nitrogen i gymryd lle nicel i ffurfio strwythur austenitig 100%. Po isaf yw'r cynnwys nicel, yr uchaf yw'r manganîs a'r nitrogen y mae angen eu hychwanegu. Er enghraifft, mae dur di-staen Math 201 yn cynnwys dim ond 4.5% nicel a 0.25% nitrogen. O'r hafaliad nicel, mae'r nitrogenau hyn yn gyfwerth â 7.5% o nicel yn eu gallu i ffurfio austenite, felly gellir ffurfio strwythur austenite 100% hefyd. Dyma hefyd egwyddor ffurfio 200 o ddur di-staen cyfres. Mewn tua 200 o ddur di-staen cyfres nad ydynt yn cwrdd â'r safon, oherwydd anallu i ychwanegu symiau digonol o fanganîs a nitrogen, er mwyn ffurfio strwythur austenitig 100%, mae faint o gromiwm a ychwanegir yn cael ei leihau'n artiffisial, a fydd yn anochel yn arwain at dirywiad yn ymwrthedd cyrydiad dur di-staen. .
Mewn dur di-staen, mae dau rym gwrthwynebol yn gweithredu ar yr un pryd: mae elfennau sy'n ffurfio ferrite yn dal i ffurfio ferrite, ac mae elfennau sy'n ffurfio austenit yn dal i ffurfio austenite. Mae'r strwythur grisial terfynol yn dibynnu ar symiau cymharol y ddau fath o elfennau ychwanegol. Mae cromiwm yn elfen sy'n ffurfio ferrite, felly mae cromiwm mewn perthynas gystadleuol ag elfennau sy'n ffurfio austenite wrth ffurfio'r strwythur grisial dur di-staen. Gan fod haearn a chromiwm ill dau yn elfennau sy'n ffurfio ferrite, mae duroedd di-staen cyfres 400 yn ddur di-staen ferritig llawn magnetig. Yn y broses o ychwanegu'r elfen sy'n ffurfio austenite-nicel i'r dur di-staen haearn-cromiwm, wrth i'r cynnwys nicel gynyddu, bydd yr austenite a ffurfiwyd yn cynyddu'n raddol nes bod yr holl strwythur ferrite yn cael ei drawsnewid yn strwythur austenite, gan ffurfio 300 o ddur di-staen cyfres. Os mai dim ond hanner y swm o nicel sy'n cael ei ychwanegu, mae 50% ferrite a 50% austenite yn cael eu ffurfio, strwythur a elwir yn ddur di-staen dwplecs.
Mae dur gwrthstaen 400 o gyfres yn aloi haearn, carbon-cromiwm. Mae gan y dur di-staen hwn strwythur martensitig a haearn, felly mae ganddo briodweddau magnetig arferol. Mae gan ddur di-staen 400 o gyfres wrthwynebiad cryf i ocsidiad tymheredd uchel, ac o'i gymharu â dur carbon, mae ei briodweddau ffisegol a mecanyddol yn cael eu gwella ymhellach. Gellir trin y rhan fwyaf o ddur di-staen cyfres 400 â gwres.
Mae dur gwrthstaen 300 cyfres yn ddeunydd aloi sy'n cynnwys haearn, carbon, nicel a chromiwm, deunydd dur gwrthstaen anfagnetig, sydd â gwell priodweddau hydrin na 400 o ddur di-staen cyfres. Oherwydd strwythur austenitig y gyfres 300 o ddur di-staen, mae ganddo wrthwynebiad cyrydiad cryf mewn llawer o amgylcheddau, ymwrthedd da i dorri asgwrn a achosir gan gyrydiad a achosir gan or-straen metel, ac nid yw triniaeth wres yn effeithio ar ei eiddo materol. Dylanwad.