Sulfur mempunyai keterlarutan yang sangat rendah dalam matriks nikel dan cenderung bertindak balas dengan unsur pengaloian (seperti Ni, Fe, Cr) untuk membentuktakat sulfida-lebur-rendah(cth, Ni₃S₂, CrS, FeS). Takat lebur sulfida ini biasanya antara 600–900 darjah , yang jauh lebih rendah daripada suhu kerja panas aloi berasaskan nikel-(1000–1200 darjah).
Semasa pemprosesan panas (cth, penempaan, penggulungan, penyemperitan), sulfida ini akan cair terlebih dahulu, membentuk filem cecair di sepanjang sempadan butiran. Filem ini melemahkan daya ikatan antara bijirin, yang membawa kepadakeretakan antara butiranapabila aloi tertakluk kepada tekanan luar. Fenomena ini dipanggilkerapuhan panas, yang secara serius mengurangkan keplastikan kerja panas aloi dan menyebabkan kecacatan pemprosesan seperti retak dan pecah.
Apabila kandungan sulfur melebihi had, zarah sulfida halus akan mendak di sepanjang sempadan butiran atau dalam matriks. Zarah ini bertindak sebagai sumber kepekatan tegasan. Apabila aloi tertakluk kepada hentaman atau pemuatan suhu-rendah, retakan mikro terdedah untuk memulakan dan merambat di sekeliling zarah sulfida, mengakibatkan kejatuhan mendadak dalam aloiKeliatan impak Charpydankeliatan patah tulang.
Untuk aloi berasaskan nikel-yang digunakan dalam-suhu rendah atau persekitaran kriogenik (cth, peralatan gas asli cecair), peningkatan kandungan sulfur akan meningkatkan risiko keretakan rapuh dengan ketara.
Sulfida adalah heterogen secara elektrokimia dengan matriks nikel. Dalam media yang menghakis (seperti klorida-yang mengandungi larutan, persekitaran berasid), sel galvanik terbentuk antara zarah sulfida dan matriks. Sulfida bertindak sebagai anod dan menghakis secara keutamaan, membawa kepada pembentukan kakisan pitting.
Selain itu, pemendakan sulfida pada sempadan butiran akan memusnahkan kesinambungan filem pasif (Cr₂O₃) pada permukaan aloi, mengurangkan rintangan aloi terhadap kakisan antara butiran dan retakan kakisan tegasan (SCC). Kesan ini amat ketara dalam persekitaran air-suhu tinggi dan-tinggi (cth, sistem penyejuk reaktor nuklear).
Fosforus adalah tipikalelemen pengasingan sempadan bijian. Walaupun pada tahap surih, ia cenderung untuk mengasingkan pada sempadan butiran aloi berasaskan nikel-semasa pemejalan atau rawatan haba, dan bukannya larut secara seragam dalam matriks.
Pengasingan fosforus pada sempadan butiran mengurangkan kohesi atom sempadan butiran, menjadikan sempadan butiran menjadi penghubung lemah aloi. Pada suhu bilik atau suhu rendah, apabila aloi tertakluk kepada tegasan tegangan atau lentur, retakan terdedah untuk memulakan dan merambat di sepanjang sempadan butiran fosforus-terpisah, mengakibatkanpatah rapuh antara butiran. Fenomena ini dipanggilkerapuhan sejuk, yang membawa kepada penurunan ketara dalam pemanjangan aloi dan pengurangan luas.
Semasa proses kimpalan aloi berasaskan nikel-, fosforus akan mengasingkan pada sempadan butiran logam kimpalan dan haba-zon terjejas (HAZ) disebabkan oleh penyejukan pantas. Fosforus yang diasingkan mengurangkan kekuatan sempadan butiran sambungan kimpalan dan meningkatkan sensitiviti kepadaretak pemejalan kimpalandanretak pencairan.
Untuk kimpalan-berasaskan nikel yang digunakan dalam peralatan kritikal (cth, reaktor kimia, penjana wap nuklear), retakan kimpalan teraruh fosforus-boleh mengurangkan hayat perkhidmatan dan keselamatan peralatan dengan teruk, malah membawa kepada kemalangan besar.
Untuk aloi berasaskan nikel-yang digunakan dalam-persekitaran suhu tinggi (cth, aero-bilah turbin enjin, komponen relau industri), pengasingan fosforus pada sempadan butiran akan mempercepatkansempadan bijian gelongsordi bawah-tegasan suhu tinggi-jangka panjang. Ini mempercepatkan ubah bentuk rayapan aloi dan memendekkan hayat rayapan pecah.
Selain itu, fosforus boleh menggalakkan pertumbuhan karbida sempadan bijian, memusnahkan kesan penyematan karbida pada sempadan bijian dan seterusnya mengurangkan-kestabilan struktur suhu tinggi aloi.
Dalam pengeluaran perindustrian, kandungan sulfur dan fosforus dalam aloi berasaskan nikel-dikawal dengan ketat mengikut senario aplikasi:
Untuk aloi berasaskan-nikel-tahan kakisan am (cth, Hastelloy C276, Inconel 625), kandungan S dan P biasanya terhad kepadaKurang daripada atau sama dengan 0.01%.
Untuk aloi berasaskan-nikel berprestasi tinggi-yang tinggi yang digunakan dalam aeroangkasa, tenaga nuklear dan medan lain (cth, Inconel 718, Waspaloy), kandungan S dan P diperlukan untukKurang daripada atau sama dengan 0.005%untuk memastikan sifat mekanikal yang melampau dan keselamatan perkhidmatan.
Kawalan ketat kekotoran sulfur dan fosforus ialah pautan utama dalam peleburan dan pemprosesan aloi berasaskan nikel-, yang secara langsung menentukan sama ada aloi itu boleh memenuhi keperluan prestasi aplikasi kejuruteraan kritikal.
