История никелевых сплавов

Никель обладает свойством растворять в себе другие металлы, при этом он не теряет своих достоинств, придавая сплавам жаростойкость и пластичность. Благодаря этому свойству появилось большое количество никелевых сплавов, которые обладают целым рядом преимуществ. Никель образует с др. металлами твердые растворы, которые отличаются ферромагнетизмом, высокой коррозионной стойкостью в газовых и жидких агрессивных средах. При этом в сплавах отсутствуют аллотропические превращения.

Начиная с конца XIX века, стали приобретать все большую популярность никелево-медные сплавы с высокой пластичностью, ценными электрическими свойствами и стойкостью к коррозии. Сплавы типа монель нашли самое широкое практическое применение. Такие сплавы вместе с куниалями выделяются среди конструкционных материалов высокой химической стойкостью в воде, газовых средах, в крепких щелочах и кислотах.

Ферромагнитные сплавы (40−85% Ni + Fe) играют важную роль в технике. Эти сплавы относятся к классу магнитно-мягких материалов. Среди них встречаются сплавы, которые характеризуются высоким значением магнитной проницаемости — пермаллой; постоянством, качеств при изменении внешних условий — перминвар; высокой магнитной проницаемостью и максимальным магнитным насыщением — перменорм. Подобные сплавы широко используются практически во всех областях техники, там, где нужна высокая чувствительность рабочих элементов к колебаниям магнитного поля.

Сплавы с 45−55% Ni востребованы в герметичных контактах между стеклом и металлом. Такие сплавы, легированные Со или Cu, имеют со стеклом практически одинаковый коэффициент линейного термального расширения.

Сплавы Ni + Со, которые имеют 4 или 18% никеля относятся к группе магнитострикционных материалов. Такие сплавы обладают высокой коррозийной стойкостью в морской и речной воде. Как правило, их широко используют для изготовления гидроакустической аппаратуры.

С приходом ХХ века и развитием электротехники был разработан новый класс сплавов никеля. Жаростойкость этого металла на воздухе очень высока, но ее могут улучшить Cr, Si, Al. Сплавы никеля с Si Al, Mn и сплавы Ni с 10% Cr обладают жаростойкостью в сочетании с термоэлектрическими свойствами. Самыми распространенными термопарами являются хромель-алюмелевые термопары, они используются в лабораторной технике и промышленности. Также используются и термопары из копеля и хромеля.

Сплавы Ni c Cr, их еще называют нихромы. Эти сплавы жаростойкие и широко используются в технике. Но все же особой популярностью пользуются нихромы с содержанием никеля около 80%. Они считались самыми жаростойкими промышленными сплавами, но только до появления хромалей. Чтобы удешевить нихромы стали снижать содержание в них никеля, таким образом, появились ферронихромы. В ферронихромах большая часть никеля замещается железом. Самый распространенный состав содержит 60% Ni, 15% Cr, 25% Fe.

По сравнению с нихромами ферронихромы обладают меньшей эксплуатационной стойкостью и используются при более низких температурах. Стоит отметить, что и нихромы и ферронихромы имеют очень высокое электрическое сопротивление примерно 1,05−1,4 мкОм·мм2/м. Вместе с хромалями они входят в самые важные классы сплавов, которые используются для изготовления высокотемпературных электронагревателей. Как правило, используют нихромы, которые легированы кремнием, примерно до 1,5%, вместе с такими металлами, как редкоземельные и щёлочноземельные. Предел рабочей температуры нихромов этого типа составляет 1200 °C, а у некоторых марок до 1250 °C. Конкуренцию нихромам срставляют жаростойки сплавы, в которых содержится 15−30% Cr и до 4% Al. Сплавы, легированные Si не такие жаростойкие. Но из хромсодержащих сплавов, легированных алюминием намного труднее получить однородную по составу ленту или проволоку для надежной работы электронагревателей была. Из-за этого подобные сплавы служат в основном при изготовлении жаростойких деталей с допустимой рабочей температурой до 1250 °C, не подверженных большим механическим нагрузкам.

Во время 2-й мировой войны в Великобритании начали производство нимоников — жаропрочных сплавов Ni — Cr — Ti — Al. Эти сплавы особой прочности получаются благодаря легированию хрома 2,5% титаном, и 1,2%алюминием. Эти сплавы превосходят нихромы и легированные стали по жаропрочности. До этого использовались стали, работоспособные до t° 750−800°С. Появление нимоников открыло эру авиационных газотурбинных двигателей. За короткое время было создано большое количество сложнолегированных сплавов, которые относятся к нимоникам. Это сплавы с Ti, Al, Nb, Ce, La, В, Zr. Их рабочая температура достигает 1000°С… Пагубно влияет на качество сплавов усложненное легирование — ухудшается способность сплавов к горячей обработке давлением. Нельзя не заметить, что деформируемые и легированные литейные сплавы, получили свое признание именно благодаря высокой жаропрочности. Но при этом литые сплавы отличаются не совсем однородной структурой, в связи с чем идет разброс свойств. Для поиска оптимального состава в сплавы вводились тугоплавкие окиси тория, циркония и алюминия, а также других соединений. Наилучшим получился никелевый сплав с высокодисперсными окислами тория.

Очень важную роль в технике играют легированные сплавы Ni — Mn, Ni — Cr, Ni — Mo. Эти сплавы имеют ценные электрические свойства: высокое электрическое сопротивление, малое значение коэффициента температурного расширения, а в паре с медью обладают малым значением термо-ЭДС. Эти сплавы уступают манганину по величине коэффициента температурного электросопротивления в интервале комнатных температур, но при этом имеют в 3−4 раза большее удельное электрическое сопротивление. Такие сплавы используются для малогабаритных резистивных элементов, где требуются постоянные электрические свойства на всем протяжении срока службы. Эти элементы изготавливаются из тонкой фольги или микропроволоки толщиной от 5 до 20 мкм. Для изготовления малогабаритных тензорезисторов используют сплавы Ni — Cr или Ni — Mo. У таких сплавов идет линейная зависимость изменения электрического сопротивления от величины упругой деформации.

Химическая аппаратура часто работает в агрессивных средах серной, и соляной, и фосфорной кислот разных концентраций при температуре, которая максимально приближена к температуре кипения. Сплавы Ni — Cr — Mo, Ni — Mo за границей известны как халстелой и реманит. На территории СССР эти сплавы известны под марками H70M28, Х15Н65М16 В, Н70М28Ф, Х15Н55М16 В. Эти сплавы по коррозионной стойкости превосходят все известные стали.

На практике применяется еще много никелевых сплавов и с Fe, и с Mo, и с Cr, а также с другими элементами, которые имеют нужное сочетание механических и физико-химических свойств. Таким образом, получают коррозионностойкие сплавы для пружин и твёрдые сплавы для штампов, а также многие другие. Кроме перечисленных сплавов никель входит в состав других металлов, как компонент.

Купить, цена

Компания ООО «" реализует никель и никелевые сплавы по оптимальной цене. Она формируется с учетом ставок на LME (London metal exchange) и зависит от технологических особенностей производства без включения дополнительных затрат. Все партии изделий сертифицированы. У нас вы можете купить самую различную продукцию для масштабных производств. Широкий выбор, исчерпывающие консультации наших менеджеров, доступные цены и своевременность поставки определяют лицо нашей компании. При оптовых покупках действует система скидок. Ждем Ваших заказов

Наш консультант сэкономит ваше время!

Игорь

Игорь

отдел продаж

+7 (962) 383-76-36