Химическая энциклопедия - никеля сплавы

обладают высокой мех. прочностью, коррозионностойкостью, жаростойкостью, жаропрочностью, ферромагнитными и др. особыми физ. св-вами.

В технике преим. используют высокои сложнолегирован-ные Н. с., что объясняется способностью Ni растворять в твердом состоянии значит. кол-ва разл. металлов (Cr, Fe, Mo, Al, Ti, Co, Cu, V, W, Mn и др.) при сохранении достаточно высокой пластичности. Большинство Н. с.-твердые р-ры замещения, имеющие кубич. гранецентрир. кристаллич. решетку. Получают Н. с., как правило, путем плавления; по технологии изготовления разделяются на деформируемые и литейные.

К о р р о з и о н н о с т о й к и е Н. с.-гл. обр. сплавы Ni-Mo (25-30% Mo), Ni-Cr (35-50% Сг) и Ni-Mo-Cr (13-17% Mo и 14-20% Сr); за рубежом носят назв. хастеллои. По коррозионной стойкости превосходят коррозионностойкие стали. Отличаются высокой мех. прочностью, поддаются всем видам мех. обработки даже в холодном состоянии. Наиб. коррозионную стойкость приобретают после закалки на твердый р-р при т-ре 500-1150°С. Применяют такие Н. с. для изготовления хим. аппаратуры, работающей в высокоагрессивных жидких средах при комнатной и повышенных т-рах (см. также Коррозионностойкие материалы). Сплавы Ni-Mo устойчивы при работе в НСl, H2SO4, H3PO4, сплавы Ni-Cr-в HNO3, смеси HNO3 и HF, сплавы Ni-Mo-Cr-в окислит.-восстановит. средах.

Известны также коррозионностойкие конструкц. сплавы на основе Ni-Cu. Достоинство таких сплавов-сочетание высокой коррозионной стойкости в воде, крепких щелочах, нек-рых к-тах и на воздухе со сравнительно высокой мех. прочностью и хорошей пластичностью в горячем и холодном состоянии. Наиб. известен монель-металл, содержащий 27-29% Си, 2-3% Fe, 1,2-1,8% Mn. Применяют для изготовления изделий и аппаратов для хим., судостроительной, нефтяной, текстильной и др. пром-сти.

К ж а р о с т о й к и м Н. с. относят сплавы Ni-Cr (20-30%) и Ni-Fe-Cr (25-55% Fe, 15-18% Сr), содержащие до 3,5% Al, 2,0% Si, а также небольшие добавки РЗЭ и щел.-зем. металлов; известны под назв. нихром и ферронихром. Отличаются высоким сопротивлением газовой коррозии в атмосфере воздуха (до 1250 °С) и в нек-рых окислит. средах. Сочетают жаростойкость с высоким электрич. сопротивлением (1,10-1,40 мкОм ^. м). Такие Н. с. применяют наряду со сплавами Fe-Cr-Al (хромалями) для изготовления нагревателей электронагреват. устройств, а также для конструкц. элементов, не подвергающихся большим мех. нагрузкам (муфели, экраны, подины печей).

Ж а р о п р о ч н ы е Н. с. составляют большую группу слож-нолегир. сплавов состава Ni-Cr-Ti-Al. Обычно содержат 12-22% Сr, 0,5-7,5% Аl, 0,6-3,0% Ti, отдельные марки (в зависимости от желаемого сочетания св-в)-до 16% Со, 10% W, 6% Мо, 7% Fe, 2% Nb, 0,12% С с добавками В (до 0,22%) или Се (до 0,025%), напр. нимоник (10-21% Сr, 0,5-6% Аl, 0,2-4% Ti, до 22% Со, до 6% Мо), инконель (15% Сu, 9% Fe, 1% Al, Ti, Mo и др.). Характеризуются высокой жаропрочностью в интервале рабочих т-р 850-1050 °С. С усложнением легирования сплава и увеличением кол-ва легирующих элементов способность этих сплавов к обработке давлением ухудшается. Поэтому Н. с., содержащие в качестве легирующих элементов Аl и Ti в кол-ве 8-10%, используют обычно в литом состоянии.

Жаропрочные Н. с. представляют собой твердые р-ры с включениями интерметаллидных и карбидных фаз, напр. Ni3(Ti, Al), Ni23C6 и др., присутствие к-рых в мелкодисперсном состоянии обеспечивает упрочнение сплавов. Дополнит. упрочнение достигается при легировании твердого р-ра, что способствует замедлению диффузионных процессов и повышению стабильности структуры при высокиx т-рах.

Введение тугоплавких оксидов Th, Al, Zr и др. используют при создании композиционных материалов на основе жаропрочных Н. с. Обычно такие материалы изготовляют методами порошковой металлургии.

Жаропрочные Н. с., работающие длит. время в нагруженном состоянии в условиях высоких т-р, получают с использованием метода направленной кристаллизации; жаропрочность таких сплавов значительно выше, чем отливок, полученных обычным литьем.

Осн. достоинство жаропрочных Н. с.-сочетание прочности с высокой жаростойкостью и технологичностью, что позволяет использовать их в качестве конструкц. материалов с рабочей т-рой до 1050°С (композиц. материалы-до 1200°С). По жаропрочности Н. с. уступают тугоплавким сплавам на основе Mo, Nb, Та, W, но превосходят их по жаростойкости.

Применяют жаропрочные Н. с. в осн. при изготовлении реактивных и газотурбинных двигателей, двигателей внутр. сгорания (см. также Жаропрочные сплавы).

Ф е р р о м а г н и т н ы е Н. с. представляют собой гл. обр. сплавы Ni-Fe; содержат 17-60% Fe и до 2% др. легирующих добавок (Мо, Сu, Сr и др.). Объединяются общим назв. пермаллои. Составляют большую группу магнито-мягких сплавов, характеризующихся высокой магн. проницаемостью, малой коэрцитивной силой и малыми потерями на гистерезис (см. Магнитные материалы). В зависимости от соотношения основного и легирующих элементов обладают разл. сочетанием магн. и электрич. характеристик, мех. и др. св-в. Среди них: сплавы (напр., пер-минвар-30% Fe, 23-25% Со, добавки Мо, Сr), отличающиеся особо высокой чувствительностью и постоянной магн. проницаемостью в слабых магн. полях, что используется в телефонии, телевидении, дефектоскопии; сплавы с прямоугольной петлей гистерезиса, обеспечивающие надежную работу переключающих устройств счетно-решающих и вычислит. машин и т. п.; сплавы, отличающиеся слабой чувствительностью магн. св-в к мех. воздействиям, что используется в аппаратуре магн. записи и воспроизведения звука и т. д.