Основната роля на никел в неръждаема стомана е, че тя променя кристалната структура на стоманата. Една от основните причини за добавянето на никел към неръждаема стомана е образуването на аустенитна кристална структура, която подобрява свойствата от неръждаема стомана като дуктилност, заваримост и твърдост, така че никелът е известен като австенит бивш. Кристалната структура на обикновена въглеродна стомана се нарича ферит, който е центрирана върху тялото кубична (БКК) структура, а никелът се добавя за насърчаване на кристалната структура от центрирана върху тялото кубична (БКК) структура до центрирана върху лицето кубична (FCC) структура, която се нарича за остенит. Никелът обаче не е нечест елемент с такива свойства. Общи остенитообразуващи елементи са: никел, въглерод, азот, манган, и мед. Относителното значение на тези елементи за формиране на аустенит има важни последици за прогнозиране на кристалната структура на неръждаемо стомани. Понастоящем са разработени много формули, за да се изрази относителното значение на елементите, образуващи остенит. Най-известната е следната формула: Способност за формиране на остенит=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%
От това уравнение може да се види, че въглеродът е силен елемент, образуващ аустенит, с 30 пъти способността да образува аустенит от никел, но не може да се добави към устойчива на корозия неръждаема стомана, защото след заваряването му Може да причини сенсибилизирана корозия и последващи междугранулни проблеми с корозия. Азотът също е 30 пъти по-способен да образува аустенит от никел, но това е газ и само ограничени количества азот могат да бъдат добавени към неръждаема стомана, без да се причиняват проблеми с порьозността. Добавянето на манган и мед може да причини проблеми с намален огнеупорен живот и заваряване в процеса на стоманодобив.
Както можете да видите от никел уравнението, добавянето на манган не е много ефективно при образуването на аустенит, но добавянето на манган позволява повече азот, който е много силен остенит бивш, да се разтвори в неръждаемата стомана. В серия 200 неръждаема стомана е достатъчно манган и азот да замени никел, за да се образува 100% аустенитна структура. Колкото по-ниско е съдържанието на никел, толкова по-високо е количеството манган и азот, което трябва да се добави. Например, тип 201 неръждаема стомана съдържа само 4.5% никел и 0.25% азот. От никелното уравнение тези азоти са еквивалентни на 7,5% никел в способността им да образуват остенит, така че може да се образува и 100% аустенитна структура. Това е и принципът на формиране на неръждаема стомана от серия 200. В някои неръждаеми стомани от серия 200, които не отговарят на стандарта, Поради невъзможността да се добавят достатъчно количества манган и азот, за да се образува 100% аустенитна структура, количеството добавен хром е изкуствено намалено, което неизбежно ще доведе до спад в устойчивостта на корозия на неръждаема стомана. .
В неръждаема стомана две противоположни сили действат едновременно: феритообразуващите елементи продължават да образуват ферита, а елементите, образуващи остенит, продължават да образуват аустенит. Крайната кристална структура зависи от относителните количества от двата вида добавени елементи. Хромът е феритообразуващ елемент, така че хромът е в конкурентна връзка с остенитообразуващи елементи при образуването на кристалната структура от неръждаема стомана. Тъй като желязото и хромът са едновременно феритообразуващи елементи, 400 серии неръждаеми стомани са напълно фериботни неръждаеми стомани, които са магнитни. В процеса на добавяне на образуващия аустенит елемент-никел към желязно-хромната неръждаема стомана, тъй като съдържанието на никел се увеличава, образуваният аустенит постепенно ще се увеличи, докато цялата феритна структура се трансформира в аустенитна структура , като по този начин се образува неръждаема стомана от серия 300. Ако се добави само половината количество никел, се образуват 50% ферита и 50% остенит, структура, известна като дуплекс неръждаема стомана.
Неръждаема стомана от серия 400 е желязна, въглеродно-хромова сплав. Тази неръждаема стомана има мартензитна структура и желязо, така че има нормални магнитни свойства. Неръждаемата стомана от серия 400 има силна устойчивост на окисляване с висока температура, а в сравнение с въглеродната стомана, физическите и механичните му свойства са допълнително подобрени. Повечето неръждаемо стомани от серия 400 могат да бъдат топлинно обработени.
Неръждаема стомана от серия 300 е легиран материал, съдържащ желязо, въглерод, никел и хром, немагнитен материал от неръждаема стомана, който има по-добри ковки свойства от неръждаема стомана от серия 400. Поради аустенитната структура на неръждаемата стомана от серия 300, тя има силна устойчивост на корозия в много среди, добра устойчивост на фрактура, причинена от корозия, причинена от метална свръхстрес, и материалните му свойства не са засегнати от топлинна обработка. Влияние.