鎳的有益作用是:高的強度、高的韌性和良好的淬透性、高電阻、高的耐腐蝕性。一方面既強烈提高鋼的強度,另方面又始終使鐵的韌性保持極高的水平。其變脆溫度則極低。(當鎳<0.3%時,其變脆溫度即達-100℃以下,當Ni量增高時,約4%~5%,其變脆溫度競可降至-180℃。所以能同時提高淬火結構鋼的強度和塑性。含Ni=3.5%,無Cr鋼可空淬,含Ni=8%的Cr鋼在很小冷速下也可轉變?yōu)镸體。Ni的晶格常數(shù)與γ-鐵相近,所以可成連續(xù)固溶體。這就有利于提高鋼的淬硬性,Ni可降低臨界點并增加奧氏體的穩(wěn)定性,所以其淬火溫度可降低,淬透性好。一般大斷面的厚重件都用加Ni鋼。當它同Cr、W或Cr、Mo結合的時候,淬透性尤可增高。鎳鉬鋼還具有很高的疲勞極限(Ni鋼有良好的耐熱疲勞性,工作冷熱反復,σ,αk高)。在不銹鋼中用Ni,是為了使鋼具有均勻的A體組織,以改善耐蝕性。有Ni鋼一般不易過熱,所以它可阻止高溫時晶粒的增長,仍可保持細晶粒組織。
銅在鋼中的突出作用是改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能,特別是和磷配合使用時,加入銅還能提高鋼的強度和屈服比,而對焊接性能沒有不利的影響。含銅0.20%~0.50%的鋼軌鋼(U-Cu),除耐磨外其耐腐蝕壽命為一般碳素鋼軌的2~5倍。銅含量超過0.75%時,經固溶處理和時效后,可產生時效強化作用。含量低時,其作用與鎳相似,但較弱。含量較高時,對熱變形加工不利,在熱變形加工時導致銅脆現(xiàn)象。2%~3%銅在奧氏體不銹鋼中可以對硫酸、磷酸及鹽酸等抗腐蝕性能及對應力腐蝕的穩(wěn)定性。