1. A nikkel alacsony hőmérsékleti szívósságra gyakorolt hatásának fő mechanizmusai{1}}
Mikroszerkezeti módosítás: A ferrit{0}}bainitképződés elősegítése
A nikkel erősausztenit stabilizátoramely késlelteti az ausztenit átalakulását rideg mikrostruktúrákká (pl. martenzit, durva perlit) a hűtés során. Ehelyett ösztönzi a kialakulását afinom, képlékeny ferrit-bainit mátrix-a kulcsfontosságú mikrostruktúra a jó alacsony hőmérsékletű-szívósság érdekében. Ez a finom-szemcsés szerkezet csökkenti a repedések kialakulásának és terjedésének valószínűségét alacsony hőmérsékleten.Ferrit szilárd oldatos erősítése
A nikkelatomok egyenletesen oldódnak a ferritmátrixban, növelve annak szívósságát anélkül, hogy túlzott keményedést okoznának (ellentétben a szénnel vagy a mangánnal). Ez csökkenti az acéltképlékeny---törékeny átmeneti hőmérséklet (DBTT)-kritikus mutató az alacsony-hőmérsékletű teljesítményhez-, ami azt jelenti, hogy az ASTM A588 Grade B rugalmas marad, és ellenáll a rideg töréssel szemben olyan alacsony hőmérsékleten is,-40 fok (-40 fok F)(optimális nikkeltartalmú B osztályhoz).A szemcsehatár szívósságának javítása
A nikkel enyhén leválik a szemcsehatárokon, csökkentve a szemcsehatár-fázisok (pl. cementit) ridegségét, és megakadályozza a szemcseközi repedést-, amely az alacsony hőmérsékleten az időjárásálló acélok gyakori meghibásodási módja.
2. A nikkeltartalom hatása a szabványos tartományon túl
0,50% alatti Ni: Az elégtelen ausztenit stabilizálás durvább, törékenyebb mikrostruktúrák (pl. perlit) kialakulásához vezet. A DBTT megemelkedik, és az acél -20 °F (-4 °F) feletti hőmérsékleten törékennyé válhat.
1,50% feletti Ni: Míg a szívósság kismértékben megnőhet, a nikkeltöbblet növeli a gyártási költségeket, és csökkentheti az acél patina{0}}képző képességét (az időjárásálló acél egyik kulcsfontosságú tulajdonsága), mivel megváltoztatja az ötvözet egyensúlyát rézzel (Cu) és krómmal (Cr).
3. Szinergia más ötvözet elemekkel
A réz fokozza a patinaképződést és kiegészíti a nikkel szilárd oldatának erősítését.
A króm finomítja a mikroszerkezetet és javítja a ferritmátrix kémiai stabilitását, támogatva a nikkel DBTT{0}}csökkentő hatását.
