Заказать
Промышленный портал
Аренда, конвейер, инвестиции, производство, оборудование, технологии
Главная / Технология металлов / Сварочное производство / Сварка никеля / Никель, никелевые сплавы

Никель, никелевые сплавы

Промышленность выпускает пять марок полуфабрикатного никеля:

  • НП-0 — 99,98 % Ni;
  • НП-1 - 99,9 % Ni;
  • НП-2 — 99,5 % Ni;
  • НП-3 - 99,3 % Ni;
  • НП-5 — 99,0 % Ni.

В никеле НП-0 содержание примесей измеряется тысячными долями каждой. В никеле НП-1 допустимое содержание углерода, кремния и меди достигает сотых долей процента. В никеле НП-2 содержание углерода и кремния ограничивается 0,15 %, а содержание меди —0,1 %. В никеле НП-3 и НП-4 допустимое содержание углерода возрастает до 0,15—0,20 %, кремния и меди до 0,15%.

Содержание серы и фосфора во всех марках никеля ограничивается 0,001 % каждого элемента.

Относительно невысокие механические свойства технического никеля и низкая его жаропрочность ограничивают использование никеля для изготовления конструкций (рис.  12.1).

Рис.12.1 Изменение свойств технического никеля при  нагреве

Как конструкционный материал более широкое распространение в промышленности получили сплавы на основе никеля.

Никелевые сплавы могут быть разделены на три основные группы: коррозионно-стойкие; жаропрочные; жаростойкие.

Коррозионно-стойкие сплавы на никелевой основе используют для изготовления изделий, работающих в агрессивных средах различных кислот при нормальных и повышенных температурах. К наиболее употребительным сплавам этой группы относятся монель-металл, инконель, хастеллой.

Монель-металл содержит 27—29 % Сu, 2—3% Fe и 1,2—1,8% Мn. Этот сплав устойчив во фтористоводородной кислоте, растворах серной кислоты, морской воде и концентрированных щелочах. Модификации этого сплава — монель К и монель 5. Монель К предназначен для изготовления деталей повышенной прочности, а монель S — для литых деталей, работающих в агрессивных средах.

Инконель содержит 14—17 % Сr, 6—10 % Fe. Этот сплав применяют для изготовления деталей повышенной прочности; он отличается высокой коррозионной стойкостью. В отличие от монелей инконель может работать в условиях окислительной среды и при высоких температурах.

Сплавы хастеллой имеют несколько модификаций. Сплавы А, В и С содержат молибден в пределах 20—22, 26—30 и 16—17 % соответственно. Хастеллой С имеет добавки вольфрама (3,75—5,25 %) и хрома (15,5—17,5 %).

Хастеллой А применяют для изделий, работающих в соляной кислоте при температуре до 70 С, в разбавленной серной кислоте вплоть до температуры кипения. Он не рекомендуется для работы в окислительных средах. Хастеллой В применяют для изделий, работающих в соляной кислоте всех концентраций вплоть до температуры кипения. Он может быть использован для изделий, работающих на воздухе при температурах до 760 °С. Хастеллой С применяют для изделий, работающих при средних температурах в окислительных средах и на воздухе до температуры 1090 °С.

Жаропрочные сплавы на никелевой основе разделяют на деформированные и литые. Деформированные жаропрочные сплавы находят применение главным образом для изготовления напряженных деталей газотурбинных двигателей, работающих при повышенных температурах.

Большинство жаропрочных сплавов содержит хром в концентрациях 19—22 и 13—16 %, а также присадки Ti, Al, Mo, W, Nb, С, В, Ba, Zr, CI, Ca. Изменение жаропрочности никеля в зависимости от введения в него легирующих элементов схематически показано на рис. 12.2. Судя по этим данным, повышение жаропрочности никеля при введении до 20 % Сr невелико.

Рис. 12.2. Схема влияния легирования на прочность никелевых сплавов при 800 °С

Однако введение в сплавы никеля с хромом 2,5—3 % Ti и до 0,75 % А1 существенно повышает жаропрочность сплавов вследствие образования при умеренных температурах высокодисперсной интерметаллидной фазы γ' (дисперсионное твердение). В результате дисперсионного твердения повышается сопротивление сплавов пластической деформации как при нормальной, так и при повышенной температуре.

Фаза γ' в ряде сплавов неустойчива и при определенных температурах (800 °С и выше) превращается в устойчивую фазу Ni3Ti. Кроме образования этих фаз, и сплавах возможно появление дисперсных выделений карбидов TiC, Сr7 С, Сr23С6 и др. Присадка небольших количеств бора (0,001—0,05 %), а также поверхностно-активных элементов (Се, Ca, Ba, Be, Mg, Zr) также способствует дальнейшему повышению жаропрочности сплавов. В зависимости от системы легирования в этом случае появляются дополнительные дисперсные выделения боридных фаз различного состава.

Вредными примесями в этих сплавах, снижающими жаропрочность, могут быть примеси легкоплавких металлов Pb, Sn, Sb, Bi.
Наибольшее распространение в отечественной промышленности из этой группы сплавов находят применение сплавы ХН77ТЮ, ХН77ТЮР, ХН70ВМТЮ.

В Англии эта группа сплавов известна под названием нимоник (80, 80А, 90, 95, 100, 105 и 115). Нимоники, как правило, содержат кобальт. В отечественных сплавах этой группы кобальт отсутствует полностью или же имеется в небольших концентрациях (5—12 %).

Литые жаропрочные сплавы в большинстве случаев имеют более высокие пределы длительной прочности. Это связано с наличием в них дендритной структуры и образованием в процессе кристаллизации боридных и карбидных фаз по границам кристаллов в виде псевдоэвтектики, затрудняющей развитие трещин по этим границам. По способу упрочнения литые сплавы разделяют на сплавы с карбидным упрочнением и сплавы с интерметаллидным упрочнением.

К первой группе сплавов относятся хастеллой В и С и сплав ВХН1; последний содержит до 1,2 % С, 1,5—2,5 % Si и 35—40 % Сr. Основной упрочняющей фазой в хастеллоях В и С служит двойной карбид Ni3 (Mo, Сr)3С, а в сплаве ВХН1 — карбид типа Ме7С.

Ко второй группе сплавов с интерметаллидным упрочнением относятся сплавы ЖСЗ, ВЖ36-Л2, ЖС6, ЖС6К, ВЖЛ8. Упрочнение в этой группе сплавов достигается в оснозном за счет появления в них γ'-фазы типа Ni3 (Al, Ti). Наиболее употребительный сплав этой группы ЖС6К содержит 10—12 % Сr; * 5-6 % А1; 2,5—3% Ti; 4,5—5,5% W; 3,5—4,5 % Mo; 0,13—0,2 % С. Оптимальные свойства сплава достигаются после термообработки: нагрев 1200 ± 20 °С, выдержка 4 ч, охлаждение на воздухе.

Жаростройкие (окалиностойкие) сплавы на никелевой основе (ХН78Т, ХН75МБТЮ) используют для изготовления нагревательных элементов печей н изделий, работающих при температурах 700—1100 °С. Повышение жаростойкости никеля достигается введением в его состав 15—35 % Сr.

Основное влияние на жаростойкость сплавов оказывают состав и свойства образующихся на их поверхности оксидных пленок. Оксидная пленка на поверхности чистого никеля из-за высокой дефектности структуры обладает большой диффузионной проницаемостью. Введение хрома позволяет получить на поверхности никелехромовых сплавов оксидные пленки, содержащие оксид Сr2O3 и шпинели NiO-Cr2О3. Такие оксидные пленки отличаются большой плотностью и меньшей диффузионной проницаемостью. Дополнительное повышение жаростойкости никелевых сплавов, содержащих хром, достигается введением в них алюминия и малых добавок церия, кальция, тория и кремния.

Промышленное оборудование

Хит Новинка
  • Назначение: выпуск 47 видов изделий методом гиперпрессования. При выпуске изделий другого типа необходима смена оснастки.
  • Уникальность: в автоматическом режиме производство изделий по технологии «мраморного окрашивания».
598 000 руб.
Хит Новинка
  • Назначение: выпуск 35 видов изделий методом гиперпрессования. При выпуске изделий другого типа необходима смена оснастки.
  • Уникальность: компактное этажное размещение, при высокой производительности
Под заказ
Хит
  • Двустороннее прессование
  • Твердость матриц 52-60 ед. по Бринеллю (для справки - твердость сверла 70 ед.)
  • Система управления на базе контроллеров Сименс или Овен. Высокая надежность
  • Автоотключение при аварии: перегрев, падения уровня масла, нерабочий концевой датчик
  • Система радужного (двухцветного) окрашивания изделий
  • Двухконтурная гидравлика - быстрый холостой ход цилиндров и медленное задавливание
  • Мелочей не бывает: пресса в базе комплектуются продувочными пистолетами «Камоци»
  • Пневматика «Камоци» (Италия)
1 099 000 руб.
Хит Новинка
профессиональная производственная линия, обладающая всем основным оборудованием, необходимым для выпуска качественных изделий, таких как: кирпич, брусчатка, лего-кирпич, плитка. Начинающий предприниматель может купить пресс для кирпича Аметист и с успехом начать свой бизнес.
598 000 руб.
Хит Новинка
  • Назначение: выпуск 47 видов изделий методом гиперпрессования. При выпуске изделий другого типа необходима смена оснастки.
  • Уникальность: в автоматическом режиме производство изделий по технологии «мраморного окрашивания».
598 000 руб.
Хит Новинка
  • Назначение: выпуск 35 видов изделий методом гиперпрессования. При выпуске изделий другого типа необходима смена оснастки.
  • Уникальность: компактное этажное размещение, при высокой производительности
Под заказ
Хит Новинка
профессиональная производственная линия, обладающая всем основным оборудованием, необходимым для выпуска качественных изделий, таких как: кирпич, брусчатка, лего-кирпич, плитка. Начинающий предприниматель может купить пресс для кирпича Аметист и с успехом начать свой бизнес.
598 000 руб.
Новинка

Конвейер скребковый трубный (КСТ) - это герметичный трубопровод из стандартной трубы, внутри которой движется цепь с закрепленными на ней скребками.

Скребковый конвейер обладает целым рядом преимуществ по сравнению с традиционными видами транспорта.

В зависимости от требуемой производительности КСТ может быть как круглого, так и прямоугольного сечения.

Под заказ
Новинка
Ленточный конвейер герметичный предназначен для транспортировки сыпучих, пылящих материалов.
Под заказ
Так все больше распространение получают ленточные конвейеры или системы конвейеров на базе пластиковой модульной ленты.
Под заказ

Создание и SEO продвижение промышленных сайтов

Адаптивный дизайн. Интернет магазин с 1С интеграцией.
SEO продвижение. ТОП 10 без ограничения ключевых слов.

Заказать Подробнее
Заказать

Промышленное оборудование

Технология металлов

Товары и услуги

Вся информация, представленная на сайте промпортал.su включая информацию о ценах, наличии товаров и их характеристиках, носит ознакомительный характер и не является публичной офертой, определяемой положениями ст.437 ГК РФ. Подробности о характеристиках, комплектации оборудования уточняйте у консультантов отдела продаж.