Нікелевого сплаву. Сплави на основі нікелю. У пром. масштабах застосовуються з кінця 19 - початку 20 ст. З залізом, хромом, міддю, марганцем, кобальтом, молібденом, вольфрамом і ін. Елементами нікель в широкому інтервалі концентрацій утворює тверді розчини заміщення, що зміцнює сплави, зберігаючи їх високу пластичність. Нікелеві сплави на основі твердих розчинів характеризуються досить високими магнітними і електричними св-вами жаростойкостью і корозійну стійкість. За корозійної стійкості в соляній, сірчаної та фосфорної к-тах різної концентрації (при т-рах, близьких до т-рам кипіння), а також в хлорпроізводних органічних сполуках нікелеві сплави перевершують корозійностійкі стали.
Найбільшу корозійну стійкість сплави набувають після гарту на твердий розчин з т-ри 1050-1150 ° С. Деякі елементи (алюміній. Титан. Ніобій. Тантал. Берилій. Гафній і ін.) Обмежено розчинні у нікелі. Складно леговані нікелеві сплави, що містять такі елементи, істотно поліпшуються в процесі розпаду пересичених твердих розчинів і використовуються в якості жароміцних сплавів. У всіх нікелю сплави межі-центрована кубічна решітка. Нікелеві сплави підрозділяють на конструкційні, електротехнічні, сплави з властивостями нікелю сплавів особливими фіз. і хім. св-вами, жаростійкі і жароміцні. Конструкційні Н. с, крім монель-металу, відносяться до низьколегованих. Вони відрізняються високими емісійними св-вами, підвищеної хутро. міцністю і корозійну стійкість, піддаються всім видам хутро. обробки навіть в холодному стані.
Застосовують їх в електронній техніці. Нікель марганцовистое, крім того, використовують для виготовлення свічок автомобільних, авіаційних і тракторних двигунів. МОНЕЛЬ характеризується високими хутро. св-вами і корозійну стійкість у воді, к-тах, міцних лугах, на повітрі, він зберігає міцність і пластичність при дуже низьких т-рах і при нагріванні до т-ри 400 ° С. Його застосовують в приладобудуванні, хім. Апарат-будові і ін. До електротехнічним нікелеві сплави, що володіють великими електрорушійної силою, електричним опором і високою жаростійкістю, відносяться термо електродний сплави і сплави провідникові.
Термо електродний є сплави алюмель і хромель. Застосовують такі сплави в електротехнічній промисловості і в лабораторній техніці. З них виготовляють термопари для вимірювання т-ри (до 1000 ° С при тривалому застосуванні і до 1300 ° С - при короткочасному. Сплави провідникові поділяють на сплави для резисторів, тензорезисторов, електро. Нагрівачів і терморезисторов. До сплавів провідникові відносяться ніхром і ферроніхром, а також сплави марок Н80ХЮД, ЕП277 Х20Н75Ю, Н63ГХ і НМ23ХЮ, з яких брало виготовляють резистори прецизійних вимірювальних приладів і жаростійкі тензорезистори. Нихром і ферроніхром характеризуються високим електро. опором і жаросто кісткою. З них виготовляють реостати та електро. нагрівачі. Питомий електро. опір ніхромов і ферроніхромов 1,06-1 16 ом х мм 2 / м (при кімнатній т-рі). З підвищенням т-ри воно зростає. Оптимальний робочий інтервал т- р резисторів із сплавів марок Н80ХЮД, ЕП277, Х20Н75Ю, Н63ГХ і НМ23ХЮ змінюється від -196 до +500 ° С, питомий електро. опір сплавів 1,3-1,6 му • мм2 / м, температурний коеф. електро. опору ± 3 • 10 -5 град -1. Тензо-чутливість цих сплавів близька до 2,0 (при кімнатній т-рі) і знижується не більше ніж на 5% при нагріванні до т-ри 500 ° С. У кач естве сплавів для електрод. нагрівачів використовують ніхром марок Х20Н80 і Х20Н80-Н (оптимальна робоча т-ра цих сплавів відповідно 1050 і 1150 ° С) і ферроніхром марок Х15Н60 і Х15Н60-Н (оптимальні робочі т-ри 950 і 1050 ° С). Як терморезисторного застосовують сплав марки Н50К10, що представляє собою твердий розчин і містить 50-52% Ni, 10-11% Со, 37-40% Fe (домішок не більше 0,5%). Гранична робоча т-ра його 500 ° С. Н. с. з особливими фіз. і хім. св-вами включають магнітно-м'які і корозійностійкі сплави зі структурою твердого розчину.
Магнітно-м'які нікелю сплави отримують при легуванні нікелю залізом. Щоб створити певне поєднання магн. електро. і хутро. св-в, сплави системи нікель - залізо додатково легують молібденом, хромом, міддю, ванадієм, вольфрамом і кремнієм. Магнітно-м'які сплави з найвищою магнітною проникністю в слабких полях (пермаллои) містять 70-85% Ni. Вони володіють високою початковою - (20 100) 103 гс / е - і максимальної - (100-1000) 103 г / се - магн. проникністю, малої коерцитивної силою (0,05-0,003 е). Для виготовлення сердечників магнітопроводів використовують молібденовий пермаллой марки 79НМ. Розрізняють магнітно-м'які нікелеві сплави з високим значенням магнітної проникності і підвищеним питомим опором (сплав марки 80НХС) і з підвищеною температурною стабільністю максимальної проникності в кліматичному інтервалі т-р (- 60 ° С) ÷ (+ 60 ° С) (сплав марки 76НХД ).
Жароміцні нікелеві сплави, експлуатовані в навантаженому стані при високій т-рі протягом певного часу, зберігають достатню жаростійкість. В результаті складного і раціонального легування вони характеризуються високою жароміцних при т-ре 550- 1030 ° С. Жароміцні нікелю сплави поділяють на деформуються і ливарні. Жароміцні св-ва сплавів, що деформуються формуються при старінні загартованих Н. с. в процесі виділення інтерметаллідним γ '-фази, т. е. Ni3 (Ti, Аl), або фази Ni3Al. Зі збільшенням вмісту титану і алюмінію зростає кількість γ '-фази або фази Ni3Al, відбувається подальше підвищення жароміцності сплавів. Ще більш високі значення жароміцності обумовлюються додатковим легуванням деформуються Н. с. вольфрамом і молібденом, що входять в твердий розчин. Малі кількості вуглецю, бору, цирконію та гафнію також підвищують жароміцність.
При нагріванні деформованих постарених нікелеві сплави вище т-ри старіння відбувається значне разупрочнение матеріалу, проте жароміцні властивості практично відновлюються при наступному нагріванні до т-р старіння. Крім інтерметаллідних фаз, жароміцні нікелеві сплави містять в малій кількості, в основному на кордонах зерен, карбідні і нітрідние фази. Сплави, що застосовуються для напрямних робочих лопаток і інших відповідальних деталей стаціонарних газових турбін, містять помірну кількість γ '-фази, що викликано необхідністю підвищення в'язкості, запасу довготривалої пластичності і зниження чутливості до концентрації напружень. Ливарні жароміцні нікелю сплави по фазовим складом схожі з деформуються, але зазвичай містять більшу кількість алюмінію і титану. Так, сплави марки ЖС6К містять 11% Сr, 2,75% Ti, 5,5% Аl, 4% Mo, 4,5% Со, <2% Fe, 5% W, 0,16% С, 0,02% В, <0,4% Мn и <0,4% Si. У литейных жаропрочных сплавов очень высокие характеристики при высоких т-рах (напр. а100 сплава марки ЖС6К составляет 32 кгс/мм2 при т-ре 900° С и 15—16 кгс/мм2 при т-ре 1000° С) и невысокая пластичность при умеренных т-рах (700—800° С). Применяют их для изготовления сопловых и рабочих лопаток газотурбинных авиационных двигателей. Вредное влияние на их св-ва оказывают примеси свинца, серы, висмута, мышьяка, селена, углерода и фосфора.
Властивості нікелеві сплави залежать від технології виробництва, чистоти шихтових матеріалів, методів виплавки, умов розливання і кристалізації, видів обробки. Процес отримання злитків з Н. с. складається з підготовки шихтових матеріалів, розрахунку шихти, завантаження і розплавлення вихідних металів, підготовки розплаву до лиття (захисту від окислення, обробки розплаву технологічними добавками), лиття і хутро. обробки злитків. Для виплавки нікелю сплави використовують відкриті або вакуумні індукційні печі, відкриті або вакуумні електродугові печі з електродом, що витрачається, електродуги печі з електродом, що витрачається під шаром спец. шлаку. Якщо потрібно дуже висока чистота, застосовують подвійний вакуумний переплав або електронно-променеву плавку.
Шихтою для Н. с. служать первинні метали і сплави, а також відходи виробництва. Розливають метал в виливниці (водоохолоджувальну-мі і неводоохлаждаемие) або через ківш. Після вакуумної індукційної плавки його розливають через проміжну воронку в вакуумі або в середовищі аргону. В процесі виготовлення литих деталей з жароміцних сплавів використовують ті ж способи плавки, але в печах меншого розміру, і прецизійне лиття по виплавлюваних моделях. Жароміцність виливків зі структурою орієнтованих стовпчастих кристалів, отриманих методом спрямованої кристалізації, значно вище, ніж виливків, отриманих звичайним литтям. Злитки нікелеві сплави обробляють куванням, пресуванням, гарячої, теплої і холодної прокаткою, волочінням. В конструкційних, термоелектричних, магнітно-м'яких і терморе-зісторних нікелеві сплави поєднуються висока міцність і підвищена пластичність, вони добре переносять гарячу обробку, піддаються прокатці, волочіння і штампуванню. Напівфабрикати з Н. с. виготовляють у вигляді труб, смуг, стрічок, прутків і дроту.
Літ: Матеріали в машинобудуванні. Довідник, т. 3.механіческіе властивості металів, ч. 2. М. 1974; Сервіс С. В. Коган В.
В основному з цим також шукають