Обработка металла известна человечеству несколько тысяч лет. Наряду с однородными материалами начали появляться смеси с различными характеристиками. С развитием технологического прогресса человек открывал всё больше и больше соединений металлов. Наиболее известными являются сплавы на основе никеля. Они используются в различных направлениях промышленности благодаря своим характеристиками и внешнему виду.
Применение в чистом виде
Никель представляет собой металл серебристого цвета. Он обладает высокими показателями прочности и пластичности. Обладает ферромагнитными свойствами, хорошо сваривается, куется и штампуется. Устойчив к воздействию кислот и щелочей. Не окислятся на открытом воздухе благодаря оксидной плёнке.
Области применения материала в чистом виде:
- Используется в качестве защитного покрытия для других металлических поверхностей. При этом защитный слой наносится методами плакирования или гальванопластики. Защищает другие металлы от коррозийных процессов.
- Из металла изготавливаются емкости для хранения и транспортировки химических реагентов, кислот, щелочей.
- Его часто используют в качестве катализатора. Связано это с каталитическими свойствами материала, которые схожи с палладием. Однако этот металл стоит гораздо дешевле.
- Изготовление прерывателей нейтронных пучков. Благодаря этому металл получил распространение в ядерной физике.
Помимо использования в пищевой и химической промышленности, чистый материал применяется при изготовлении щелочных аккумуляторов.
Особенности
Никель и сплавы на его основе обладают определёнными особенностями и характеристиками. Их важно учитывать перед применением их в промышленности.
Структура и состав
Структура сплавов на основе никеля изменяется в зависимости от того, какие компоненты входят в их состав. От этого также зависят характеристики готового материала. Этот материал представляет собой металл серебристого цвета, который содержится в земной коре, воде и воздухе. В природе можно найти не только однородный металл, но и смеси на его основе. Связано это с тем, что он отлично сочетается с другими материалами. Часто встречающиеся компоненты в составе смесей — железо, молибден, медь, хром.
Свойства и характеристики
Физические и химические свойства материала помогают определить, где его можно использовать и как он будет изменяться при определённых этапах обработки. Характеристики:
- Плотность — 8800 кг/м3.
- Температура плавления — 1455 градусов по Цельсию.
- Температура кипения — около 2900 градусов.
- Максимальная прочность на растяжение — 9000 МПа.
- Теплопроводность — 90,9 Вт/(м*К).
- Сопротивление электричеству — 0,0684 мкОм*м.
Благодаря своим характеристикам никель и смеси на его основе применяются в разных направлениях промышленности. Они хорошо поддаются обработке на промышленном оборудовании, что расширяет их область применения.
Марки
По государственному документу ГОСТ 849-2008 обозначено 7 марок никеля. К ним относятся H0, H1,2,3,4, Н1Ау и Н1у. Состав марок представляет собой содержание основного вещества до 99,9%, незначительное количество кобальта и сторонних примесей.
Сплавы
Никель является основой многих сплавов. Стоит подробнее разобраться с самыми популярными соединениями на основе этого металла.
С медью
Популярнейшим соединением считается никель и медь. В итоге получается материал, который не похож по своим характеристикам на исходный металл. При изготовлении металлических смесей можно выделить 3 популярных соединения:
- Монель — материал, в котором содержится примерно 67% никеля. Имеет высокий показатель прочности. Его можно сравнить с разными видами сталей. Используется в авиастроении, судостроении, а также изготовлении электроинструментов. Найти детали из монели можно в музыкальных инструментах.
- Мельхиор — известный сплав, основным компонентом которого является медь. Никеля же в составе может содержаться до 30%. Используется при изготовлении ювелирных украшений, статуэток, столовых приборов.
- Копель — смесь на 44% состоящая из никеля. Из него изготавливается проволока, из которой делают компенсационные провода.
Существуют и другие смеси с добавлением цинка, которые обладают своими особенностями и характеристиками.
С хромом
Соединения хрома с никелем многим известно, как нихром. Особенность этого сплава — высокий показатель электрического сопротивления, высокая температура плавления. Также нихром отличается хорошей прочностью и теплоёмкостью. Отрасли применения:
- Изготовление деталей для приборов, работающих в агрессивных условиях окружающей среды.
- Производство нагревательных элементов и оборудования для термической обработки.
- Проволока из нихрома используется при изготовлении электропечей.
- Из этого сплава изготавливают нити испарения, использующиеся в электронных сигаретах.
Если нихром будет покрыт легирующих слоем на основе кремния, его можно использовать в химической промышленности. От дополнительного покрытия материал получает устойчивость к кислотам.
С молибденом и другими металлами
При соединении никеля с молибденом в состав добавляется хром. Процентное содержание основного металла достигает 77%. При этом молибдена в составе может содержаться до 9%. Остальное количество занимает хром. Особенность соединения — высокий показатель прочности и жёсткости.
Сплав с молибденом используется в медицине. Из него изготавливают мостовидные протезы. Сложно обрабатывается. Сделать отливки из такого материала практически невозможно. Однако благодаря своим характеристикам и низкой стоимости сплавы с молибденом имеют высокую популярность.
С железом
Подобная смесь называется инвар. Представляет собой соединение железа и никеля. Используют готовый материал при изготовлении деталей для механических часов.
Область применения
Чистый металл используется не так часто, как сплавы никеля. Области применения сплавов:
- Применяются в машиностроении, строительстве, изготовлении трубопроводов. Из этого металла изготавливаются массивные конструкции, которые защищены от образования ржавчины.
- Детали для оборудования, которое работает в условиях агрессивных сред. Сплавы устойчивы к воздействию кислот, коррозийных процессов, щелочей.
- Сплавы используют для изготовления газовых турбин.
- В быту изделия из сплавов никеля можно встретить в виде мебельной фурнитуры, кранов и смесителей.
- Никель входит в состав сплавов, которые используются при изготовлении белого золота.
На основе этого материала изготавливаются никель-кадмиевые аккумуляторы. Соединения металлов многообразны и благодаря этому их используют в различных направлениях промышленности.
Плюсы и минусы
Сплавы на основе никеля обладают положительными и отрицательными сторонами.
Преимущества:
- Жаропрочные сплавы на никелевой основе обладают высокими показателями прочности и твердости.
- Коррозийная устойчивость.
- Высокая электропроводность.
- Хорошая свариваемость.
- Высокий показатель износоустойчивости.
Недостатки:
- Поверхность материала уязвима к ударам. Могут появляться трещины и сколы.
- Если на сторонний металл нанесен защитный слой, то при длительном воздействии жидкостей он может смываться.
Благодаря своим характеристикам этот материал используется в качестве дешёвого аналога дорогим металлам.
Сплавы на основе никеля имеют большую популярность в промышленности. Характеристики материала изменяются в зависимости от используемых добавок к основному металлу.
(Пока оценок нет)
Загрузка...
