Никелевые сплавы: преимущества и недостатки
Никель – тяжелый цветной металл. Имеет ценные физическо-химические свойства, поэтому входит в большинство жаропрочных соединений, которые применяются в космической промышленности, авиации, энергетике, автомобилестроении.
Раскрыть тему согласились эксперты — сотрудники одной из профильных компаний. Вот, что они поведали в беседе с нашим корреспондентом.
Преимущества материала
Жаростойкость. Составы с участием никеля являются самыми жаропрочными. Изготовленные из них элементы конструкций способны работать при температуре до 1100 ⁰C непрерывно в течение сотен и тысяч часов, одновременно выдерживая высокие динамические и статические нагрузки.
Хорошая механическая прочность. Практический предел прочности никелевого материала составляет в среднем 400 МПа. Этот достойный, но не самый высокий показатель, важно другое – с повышением температуры он снижается медленнее, чем у любых других. Для сравнения (по данным наших сегодняшних собеседников): при 650 ⁰C прочность большинства сталей близка к нулю, а никелевый сплав INCOLOY ALLOY 800 сохраняет 165 МПа.
Устойчивость к образованию коррозии. Никель не ржавеет на воздухе, сохраняет это свойство при высоких температурах, передает его своим сплавам. Металл имеет оксидный «защитный механизм» – под воздействием кислорода на его поверхности образуется тонкая пленка, которая препятствует воздействию газов и жидкостей на материал.
Химическая стойкость. Как утверждают наши сегодняшние эксперты, ссылаясь на свое данные, никелевые металлические соединения с добавлением хрома, титана, молибдена, как например INCOLOY ALLOY 825, полностью нечувствительны к кислотам, щелочам, комплексному воздействию агрессивных сред. Они не разрушаются в морской воде, аммиаке, серной, фосфорной, азотной кислоте, а также при попеременном погружении в кислоты и щелочи.
Способность сохранять магнитные свойства при перепадах температур. Большинство ферромагнетиков чувствительны к перепадам температур и не предназначены для использования в холодных окружающих средах. Никель – исключение, он не теряет магнитные свойства при резкой смене жары и холода, плюс стабильно работает при температуре –20 ⁰C и ниже.
Недостатки
Существенный минус один – это сравнительно высокая цена. Никель не встречается в природе в чистом виде, его выделяют из руды. Кроме того, производство материалов с никелем является технологически сложным и довольно дорогим процессом. Все это влияет на стоимость никелевых сплавов.
Технология производства
Используются индукционные печи, что позволяет быстро получить необходимую температуру. Чтобы расплавленный металл не вступал в реакции с кислородом, применяют флюсы. Удаление выделяющихся в процессе соединений производится продувкой инертным газом.