Історія відкриття нікелевих сплавів. Фізичні та механічні властивості.

Нікель має властивість розчиняти в собі інші метали, при цьому він не втрачає своїх достоїнств, надаючи сплавів жаростійкість і пластичність. Завдяки цій властивості з’явилася велика кількість нікелевих сплавів, які мають цілу низку переваг. Нікель утворює з ін. Металами тверді розчини, які відрізняються феромагнетизмом, високу корозійну стійкість в газових і рідких агресивних середовищах. При цьому в сплавах відсутні аллотропические перетворення.

Починаючи з кінця XIX століття, стали набувати все більшої популярності нікелево-мідних сплавів з високою пластичністю, цінними електричними властивостями і стійкістю до корозії. Сплави типу монель знайшли найширше практичне застосування. Такі сплави разом з куніаль виділяються серед конструкційних матеріалів високою хімічною стійкістю у воді, газових середовищах, в міцних лугах і кислотах.

Феромагнітні сплави (40−85% Ni + Fe) відіграють важливу роль в техніці. Ці сплави відносяться до класу магнітно-м'яких матеріалів. Серед них зустрічаються сплави, які характеризуються високим значенням магнітної проникності — пермаллой; постійністю, якостей при зміні зовнішніх умов — Пермінвар; високою магнітною проникністю і максимальним магнітним насиченням — перменорм. Подібні сплави широко використовуються практично у всіх областях техніки, там, де потрібна висока чутливість робочих елементів до коливань магнітного поля.

Сплави з 45−55% Ni затребувані в герметичних контактах між склом і металом. Такі сплави, леговані З або Cu, мають зі склом практично однаковий коефіцієнт лінійного термального розширення.

Сплави Ni + З, які мають 4 або 18% нікелю відносяться до групи магнітострикційних матеріалів. Такі сплави мають високу корозійну стійкість в морській і річковій воді. Як правило, їх широко використовують для виготовлення гідроакустичної апаратури.

З приходом ХХ століття і розвитком електротехніки був розроблений новий клас сплавів нікелю. Жаростійкість цього металу на повітрі дуже висока, але її можуть поліпшити Cr, Si, Al. Сплави нікелю з Si Al, Mn і сплави Ni з 10% Cr володіють жаростійкістю в поєднанні з термоелектричними властивостями. Найпоширенішими термопарами є хромель-алюмелеві термопари, вони використовуються в лабораторній техніці і промисловості. Також використовуються і термопари з Копель і хромелю.

Сплави Ni c Cr, Їх ще називають ніхроми. Ці сплави жаростійкі і широко використовуються в техніці. Але все ж особливою популярністю користуються ніхроми з вмістом нікелю близько 80%. Вони вважалися жаростійкими промисловими сплавами, але тільки до появи хромаль. Щоб здешевити ніхроми стали знижувати вміст в них нікелю, таким чином, з’явилися ферроніхроми. У ферроніхроми велика частина нікелю заміщається залізом. Найпоширеніший склад містить 60% Ni, 15% Cr, 25% Fe.

У порівнянні з ніхрому ферроніхроми мають меншу експлуатаційною стійкістю і використовуються при більш низьких температурах. Варто відзначити, що і ніхроми і ферроніхроми мають дуже високий електричний опір приблизно 1,05−1,4 мкОм · мм 2 / м. Разом з хромаль вони входять в найважливіші класи сплавів, які використовуються для виготовлення високотемпературних електронагрівачів. Як правило, використовують ніхроми, які леговані кремнієм, приблизно до 1,5%, разом з такими металами, як рідкоземельні і лужноземельні. Межа робочої температури ніхромов цього типу становить 1200 ° C, а у деяких марок до 1250 ° C. Конкуренцію ніхроми срставляют жаростойки сплави, в яких міститься 15−30% Cr і до 4% Al. Сплави, леговані Si Не такі жаростійкі. Але з хромсодержащих сплавів, легованих алюмінієм набагато важче отримати однорідну за складом стрічку або дріт для надійної роботи електронагрівачів була. Через це подібні сплави служать в основному при виготовленні жаростійких деталей з допустимою робочою температурою до 1250 ° C, не схильних до великих механічних навантажень.

Під час 2-ї світової війни у Великобританії почали виробництво німонік — жароміцних сплавів Ni — Cr — Ti — Al. Ці сплави особливої міцності виходять завдяки легування хрому 2,5% титаном, і 1,2% алюмінієм. Ці сплави перевершують ніхроми і леговані стали по жароміцності. До цього використовувалися стали, працездатні до t ° 750−800 ° С. Поява німонік відкрило еру авіаційних газотурбінних двигунів. За короткий час було створено велику кількість сложнолегірованних сплавів, які відносяться до німонік. Це сплави з Ti, Al, Nb, Ce, La, В, Zr. Їх робоча температура досягає 1000 ° С… Згубно впливає на якість сплавів ускладнене легування — погіршується здатність сплавів до гарячої обробки тиском. Не можна не помітити, що деформуються і леговані ливарнісплави, отримали своє визнання саме завдяки високій жароміцності. Але при цьому литі сплави відрізняються не зовсім однорідною структурою, в зв’язку з чим йде розкид властивостей. Для пошуку оптимального складу в сплави вводилися тугоплавкі окису торію, цирконію та алюмінію, а також інших з'єднань. Найкращим вийшов нікелевий сплав з високодисперсними оксидами торію.

Дуже важливу роль в техніці грають леговані сплави Ni — Mn, Ni — Cr, Ni — Mo. Ці сплави мають цінні електричні властивості: високий електричний опір, мале значення коефіцієнта температурного розширення, а в парі з міддю володіють малим значенням термо-ЕРС. Ці сплави поступаються манганін за величиною коефіцієнта температурного електроопору в інтервалі кімнатних температур, але при цьому мають в 3−4 рази більший питомий електричний опір. Такі сплави використовуються для малогабаритних резистивних елементів, де потрібні постійні електричні властивості на всьому протязі терміну служби. Ці елементи виготовляються з тонкої фольги або мікродроту товщиною від 5 до 20 мкм. Для виготовлення малогабаритних тензорезисторів використовують сплави Ni — Cr або Ni — Mo. У таких сплавів йде лінійна залежність зміни електричного опору від величини пружної деформації.

Хімічна апаратура часто працює в агресивних середовищах сірчаної, і соляної, і фосфорної кислот різних концентрацій при температурі, яка максимально наближена до температури кипіння. Сплави Ni — Cr — Mo, Ni — Mo за кордоном відомі як халстелой і Ремане. На території СРСР ці сплави відомі під марками H70M28, Х15Н65М16 В, Н70М28Ф, Х15Н55М16 В. Ці сплави по корозійної стійкості перевершують всі відомі стали.

На практиці застосовується ще багато нікелевих сплавів і з Fe, і з Mo, і з Cr, а також з іншими елементами, які мають потрібне поєднання механічних і фізико-хімічних властивостей. Таким чином, отримують корозійностійкі сплави для пружин і тверді сплави для штампів, а також багато інших. Крім перерахованих сплавів нікель входить до складу інших металів, як компонент.

Купити, ціна

Компанія ТОВ «Електровек-сталь» реалізує нікель і нікелеві сплави за оптимальною ціною. Вона формується з урахуванням ставок на LME (London metal exchange) і залежить від технологічних особливостей виробництва без включення додаткових витрат. Всі партії виробів сертифіковані. У нас ви можете купити саму різну продукцію для масштабних виробництв. Широкий вибір, вичерпні консультації наших менеджерів, доступні ціни та своєчасність поставки визначають обличчя нашої компанії. При оптових покупках діє система знижок. Чекаємо Ваших замовлень