תפקידו של ניקל בנירוסטה ממלא רק לאחר שילובו עם כרום.
1. ניקל כאלמנט סגסוגת בנירוסטה
ניקל הוא חומר מעולה עמיד בפני קורוזיה ואלמנט סגסוג קריטי בסגסוגת פלדה. כאלמנט היוצר אוסטניט בפלדה, ניקל צריך להגיע לתכולה של 24% כדי לקבל מבנה אוסטניטי בלבד בפלדת ניקל דלת פחמן. רק כאשר תכולת הניקל מגיעה ל-27%, עמידות הפלדה בפני קורוזיה במדיות מסוימות משתנה באופן משמעותי. לכן, ניקל לבדו אינו יכול להוות נירוסטה. עם זאת, כאשר ניקל וכרום מתקיימים יחד בנירוסטה, הפלדת אל-חלד המכילה ניקל מציגה תכונות רבות ערך.
מכאן ברור שתפקידו של הניקל כאלמנט מתג בפלדת אל חלד הוא לשנות את המבנה של פלדה עתירת כרום, ובכך להגביר את עמידות הקורוזיה ויכולת העיבוד של הנירוסטה.
2. מנגן וחנקן כתחליף לניקל בנירוסטה כרום-ניקל
למרות שלפלדה אוסטניטית כרום-ניקל יש יתרונות רבים, בעשורים האחרונים ניתן לראות פיתוח ויישום בקנה מידה גדול של סגסוגות עמידות בחום על בסיס ניקל ופלדות חוזק חום המכילות פחות מ-20% ניקל. בנוסף, ההתפתחות הגוברת של התעשייה הכימית הגבירה את הביקוש לנירוסטה. עם זאת, עתודות המינרלים של הניקל מוגבלות ומרוכזות באזורים ספורים, מה שמוביל לחוסר איזון בין היצע-ביקוש עולמי. כתוצאה מכך, המדע של שימור ניקל והחלפתו באלמנטים אחרים הפך למוקד מחקר וייצור, במיוחד במדינות עם משאבי ניקל נדירים. בהקשר זה, מנגן וחנקן משמשים להחלפת ניקל בנירוסטה ובפלדה עמידה בחום.
3. למנגן יש השפעה דומה על אוסטניט כמו לניקל
אבל עם כמה הבחנות. באופן ספציפי, מנגן אינו יוצר אוסטניט; במקום זאת, הוא מפחית את מהירות ההמרה הקריטית של פלדה, מגביר את יציבות האוסטניט במהלך הקירור, מעכב פירוק אוסטניט ומסייע בשמירה על המבנה האוסטניטי בטמפרטורת החדר. למנגן יש השפעה מינימלית על שיפור עמידות הפלדה בפני קורוזיה. לדוגמה, הגדלת תכולת המנגן בפלדה מ-0 ל-10.4% אינה משנה משמעותית את עמידות הקורוזיה שלה באוויר או בסביבות חומציות. הסיבה לכך היא שלמנגן השפעה זניחה על העלאת פוטנציאל האלקטרודה של תמיסות מוצקות על בסיס ברזל, והאפקט המגן של סרט התחמוצת שנוצר הוא גם נמוך למדי. כתוצאה מכך, למרות שקיימות בתעשייה פלדות אוסטניטיות סגסוגות במנגן (כגון 40Mn18Cr4, 50Mn18Cr4WN, ZGMn13 פלדה וכו'), הן אינן משמשות כפלדת אל חלד.
תפקידו של מנגן בייצוב האוסטניט בפלדה הוא כמחצית מזה של ניקל. לשם השוואה, 2% חנקן יכול לייצב גם אוסטניט בפלדה, והשפעתו גדולה אף מזו של ניקל. לדוגמה, כדי לקבל מבנה אוסטניטי בטמפרטורת החדר בפלדה המכילה 18% כרום, נעשה כיום שימוש בתעשייה פלדת אל חלד דלת ניקל עם מנגן וחנקן המחליף ניקל, כמו גם נירוסטה כרום-מנגן-חנקן עם ניקל. . במקרים מסוימים, חלופות אלה החליפו בהצלחה את הפלדת אל-חלד הקלאסית 18-8 כרום-ניקל.
