Государственный стандарт союза сср
НИКЕЛЬ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫЕ НИКЕЛЕВЫЕ СПЛАВЫ,
ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ ДАВЛЕНИЕМ
МАРКИ
Wrought nickel and low-alloy nickel. Grades
ГОСТ 19241-80
(СТ СЭВ 1257-78)
Группа В51
Взамен
ГОСТ 19241-73
Срок действия
с 1 января 1981 года
до 1 января 1986 года
1. Настоящий стандарт устанавливает марки никеля и низколегированных никелевых сплавов, обрабатываемых давлением и предназначенных для изготовления полуфабрикатов, применяемых в электронной технике.
Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1257-78 и устанавливает требования к химическому составу никеля и низколегированным никелевым сплавам никеля марок: НКО, 04, НМг, НВ3, НВ3в, НВМг3-0,08в, НКа0,07 и НКа0,13.
Соответствие требований стандарта СЭВ требованиям настоящего стандарта приведено в справочном Приложении.
2. Марки и химический состав никеля и низколегированных никелевых сплавов должны соответствовать указанным в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Никель
─────────────────┬────────────────────────────────────────────────────────────────────
Обозначение марок│ Химический состав, %
───────┬─────────┼────────┬────────┬──────────────────────────────────────────────────
по на- │по СТ СЭВ│никель +│кобальт,│ примеси, не более
стоя- │ 1257-78 │кобальт,│не более├────┬─────┬─────┬────┬─────┬─────┬─────┬────┬─────
щему │ │не менее│ │же- │крем-│мар- │маг-│медь │угле-│сера │алю-│цинк
стан- │ │ │ │лезо│ний │ганец│ний │ │род │ │ми- │
дарту │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ний │
───────┼─────────┼────────┼────────┼────┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼─────┼────┼─────
НП0Эви │Ni 99,9Е │99,9 │0,10 │0,03│0,01 │0,002│0,01│0,015│0,03 │0,001│0,01│0,002
НП1Эв │Ni 99,8Е │99,8 │0,10 │0,04│0,03 │0,002│0,03│0,02 │0,03 │0,003│0,01│0,002
НП2Э │Ni 99,6 │99,6 │0,15 │0,10│0,10 │0,03 │0,10│0,10 │0,10 │0,003│0,01│0,005
Продолжение табл. 1
─────────────────┬───────────────────────────────────────────────┬──────────────
Обозначение марок│ Химический состав, % │ Примерное
───────┬─────────┼───────────────────────────────────────────────┤ назначение
по на- │по СТ СЭВ│ примеси, не более │
стоя- │ 1257-78 ├─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┤
щему │ │сви- │кад- │мышь-│сурь-│вис- │фос- │олово│кис- │
стан- │ │нец │мий │як │ма │мут │фор │ │лород│
дарту │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
───────┼─────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼──────────────
НП0Эви │Ni 99,9Е │0,001│0,001│0,001│0,001│0,001│0,001│0,001│0,003│ Для катодов,
НП1Эв │Ni 99,8Е │0,001│0,001│0,001│0,001│0,001│0,001│0,001│0,003│анодов и
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │других деталей
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │электронных
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │приборов
НП2Э │Ni 99,6 │0,002│0,002│0,002│0,002│0,002│0,002│0,002│- │ Для анодов,
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │траверс и
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │других деталей
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │электронных
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │приборов
Примечания. 1. В обозначении марок буква "в" означает - вакуумная плавка, "ви" - вакуумно-индукционная.
2. Содержание кислорода указано для никеля в слитках.
3. Сумма массовых долей примесей свинца, цинка, кадмия, мышьяка, сурьмы, висмута и фосфора должна быть не более в никеле марки НП0Эви, НП1Эв - 0,007%.
В никеле марки НП2Э, полученной вакуумной плавкой, массовая доля свинца, кадмия, мышьяка, сурьмы, висмута, фосфора должна быть не более 0,001% каждого элемента, цинка - не более 0,003%.
4. Массовая доля кобальта для марок никеля НП0Эви, НП1Эв - НП2Э является факультативной до 01.01.1982.
Таблица 2
Низколегированные никелевые сплавы
───────────────────┬──────────────────────────────────────────────
Обозначение марок │ Химический состав, %
сплавов │
────────┬──────────┼──────────────────────────────────────────────
по на- │по СТ СЭВ │ основные компоненты
стоящему│ 1257-78 ├────────┬────────┬───────┬──────┬──────┬──────
стан- │ │никель +│кобальт,│кремний│магний│вольф-│каль-
дарту │ │кобальт,│не более│ │ │рам │ций
│ │не менее│ │ │ │ │
────────┼──────────┼────────┼────────┼───────┼──────┼──────┼──────
НК0,04 │- │99,6 │- │0,02 - │- │- │-
│ │ │ │ 0,06│ │ │
НК0,2Э │NiSi0,2о │99,4 │0,1 │0,15 - │- │- │-
│ │ │ │ 0,25│ │ │
НМг │- │99,6 │- │- │0,02 -│- │-
│ │ │ │ │ 0,07│ │
НМг0,1 │NiМg0,1о │99,7 │0,1 │- │0,08 -│- │-
│ │ │ │ │ 0,12│ │
НВ3 │- │96,0 │- │- │- │2,5 - │-
│ │ │ │ │ │ 3,5│
- │NiМg0,03 │99,9 │0,1 │- │0,01 -│- │-
│ │ │ │ │ 0,04│ │
НМг0,05в│NiМg0,05 │99,85 │0,1 │- │0,04 -│- │-
│ │ │ │ │ 0,07│ │
НМг0,08в│NiМg0,08 │99,8 │0,1 │- │0,07 -│- │-
│ │ │ │ │ 0,10│ │
НВ3в │- │96,0 │- │- │- │2,5 - │-
│ │ │ │ │ │ 3,5│
НВМг3- │NiW3Мg0,05│96,0 │- │- │0,04 -│2,5 - │-
0,05в│ │ │ │ │ 0,07│ 3,5│
НВМг3- │- │96,0 │- │- │0,07 -│2,5 - │-
0,08в│ │ │ │ │ 0,10│ 3,5│
- │NiW4Mg0,02│95,6 │0,1 │- │0,01 -│3,7 - │-
│ │ │ │ │ 0,04│ 4,2│
НКа0,07 │- │99,65 │- │- │- │- │0,05 -
│ │ │ │ │ │ │ 0,1
НКа0,13 │- │99,60 │- │- │- │- │0,1 -
│ │ │ │ │ │ │ 0,16
Продолжение табл. 2
───────────────────┬──────────────────────────────────────────────────────────────
Обозначение марок │ Химический состав, %
сплавов │
────────┬──────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────
по на- │по СТ СЭВ │ примеси, не более
стоящему│ 1257-78 ├─────┬─────┬─────┬────┬────┬─────┬─────┬────┬─────┬─────┬─────
стан- │ │желе-│крем-│мар- │маг-│медь│угле-│сера │алю-│цинк │сви- │кад-
дарту │ │зо │ний │ганец│ний │ │род │ │ми- │ │нец │мий
│ │ │ │ │ │ │ │ │ний │ │ │
────────┼──────────┼─────┼─────┼─────┼────┼────┼─────┼─────┼────┼─────┼─────┼─────
НК0,04 │- │0,07 │- │0,05 │0,05│0,05│0,06 │0,003│- │0,005│0,002│0,002
НК0,2Э │NiSi0,2о │0,07 │- │0,04 │0,05│0,04│0,05 │0,003│0,01│0,005│0,002│0,002
НМг │- │0,07 │0,02 │0,03 │- │0,05│0,05 │0,005│- │0,005│- │0,001
НМг0,1 │NiМg0,1о │0,04 │0,01 │0,01 │- │0,02│0,04 │0,003│0,01│0,005│0,002│0,001
НВ3 │- │0,07 │0,02 │0,03 │0,05│0,05│0,10 │0,005│- │0,005│- │0,001
- │NiМg0,03 │0,04 │0,01 │0,01 │- │0,02│0,04 │0,003│0,01│0,002│0,001│0,001
НМг0,05в│NiМg0,05 │0,04 │0,006│0,01 │- │0,02│0,04 │0,003│0,01│0,002│0,001│0,001
НМг0,08в│NiМg0,08 │0,04 │0,006│0,01 │- │0,02│0,04 │0,003│0,01│0,002│0,001│0,001
НВ3в │- │0,04 │0,006│0,01 │0,04│0,02│0,08 │0,003│0,01│0,004│0,002│0,001
НВМг3- │NiW3Мg0,05│0,04 │0,006│0,01 │- │0,02│0,06 │0,003│0,01│0,004│0,002│0,001
0,05в│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
НВМг3- │- │0,04 │0,006│0,01 │- │0,02│0,06 │0,003│0,01│0,004│0,002│0,001
0,08в│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
- │NiW4Мg0,02│0,04 │0,01 │0,02 │- │0,02│0,02 │0,003│0,01│0,002│0,001│0,001
НКа0,07 │- │0,02 │0,01 │0,01 │0,01│0,02│0,15 │- │- │0,004│- │-
НКа0,13 │- │0,02 │0,01 │0,01 │0,01│0,02│0,15 │- │- │0,004│- │-
Продолжение табл. 2
───────────────────┬───────────────────────────────────┬────────────────
Обозначение марок │ Химический состав, % │ Примерное
сплавов │ │ назначение
────────┬──────────┼───────────────────────────────────┤
по на- │по СТ СЭВ │ примеси, не более │
стоящему│ 1257-78 ├─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┤
стан- │ │мышь-│сурь-│вис- │фос- │олово│кис- │
дарту │ │як │ма │мут │фор │ │лород│
────────┼──────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼────────────────
НК0,04 │- │0,002│0,002│0,002│0,002│0,002│- │ Для катодов
НК0,2Э │NiSi0,2о │0,002│0,002│0,002│0,002│0,002│- │ Для катодов и
│ │ │ │ │ │ │ │других деталей
│ │ │ │ │ │ │ │электронных
│ │ │ │ │ │ │ │приборов
НМг │- │0,001│0,001│0,001│0,001│0,001│- │ Для катодов
НМг0,1 │NiМg0,1о │0,001│0,001│0,001│0,001│0,001│- │ То же
НВ3 │- │0,001│0,001│0,001│0,001│0,001│- │ "
- │NiМg0,03 │0,001│0,001│0,001│0,001│0,001│- │ "
НМг0,05в│NiМg0,05 │0,001│0,001│0,001│0,001│0,001│0,003│ "
НМг0,08в│NiМg0,08 │0,001│0,001│0,001│0,001│0,001│0,003│ "
НВ3в │- │- │0,001│0,001│0,001│0,001│0,003│ "
НВМг3- │NiW3Мg0,05│- │0,001│0,001│0,001│0,001│0,003│ "
0,05в│ │ │ │ │ │ │ │
НВМг3- │- │- │0,001│0,001│0,001│0,001│0,003│ "
0,08в│ │ │ │ │ │ │ │
- │NiW4Мg0,02│0,001│0,001│0,001│0,001│0,001│- │ "
НКа0,07 │- │- │- │- │- │- │- │ Для катодов
│ │ │ │ │ │ │ │электровакуумных
│ │ │ │ │ │ │ │приборов
НКа0,13 │- │- │- │- │- │- │- │ То же
2. Термоэлектродные.
Алюме́ль — сплав, применяемый в пирометрии в качестве отрицательного термоэлектрода термопары хромель-алюмель, а также в виде компенсационных проводов. Химический состав А. (в %): 1,8—2,5 алюминия; 0,85—2,0 кремния; 1,8—2,2 марганца; остальное — никель и кобальт, причём кобальт присутствует как примесь в никеле, и для обеспечения требуемого значения термоэдс его содержание должно быть в пределах 0,6—1,0%. Термопарами с А. пользуются для измерений температуры до 1000°С. Свыше 1000°С при длительных выдержках изменение термоэдс становится весьма заметным. Разработаны и применяются сплавы А., легированные 0,06—0,1% циркония или 0,06% циркония + 0,005—0,03% бора и др. Легирование А. существенно увеличивает пластичность (при 600—1100°С) и длительную прочность (при 700—900°С), а также повышает стабильность термоэдс при температурах до 1250—1300°С.
Хромель - сплав никеля с хромом, обладающий благоприятным сочетанием термоэлектрических свойств и жаростойкости. Содержит около 10% Cr, около 1% Со, а также примеси (до 0,2% С и до 0,3% Fe). Х. характеризуется достаточно большим и почти прямолинейным изменением термоэдс (ТЭДС) в широком интервале температур. ТЭДС термопары хромель — платина при температурах спаев 1000 и 0 °С — около 33 мв. Х. имеет постоянное значение ТЭДС при длительной работе на воздухе в интервале температур 20—1000 °С; при более высокой температуре эксплуатационная надёжность сплава снижается. Х. изготовляется в виде проволоки и применяется в паре с алюмелем в качестве положительного термоэлектрода термопары хромель — алюмель, которая используется при измерении температуры. Х. применяется также в качестве компенсационных проводов. В СССР выпускают Х. марок НХ9,5 и НХ9.
Копель - медно-никелевый сплав, содержащий ~43% Ni и ~0,5% Mn. По химическому составу, физическим и механическим свойствам К. близок к константану, температура плавления К. около 1290°С. Из всех медно никелевых сплавов К. обладает максимальной термоэлектродвижущей силой в паре с хромелем (около 6,95 мв при 100°С, 49,0 мв при 600°С). Применяется главным образом в пирометрии в качестве отрицательного термоэлектрода термопар при измерении температур до 600°С, э. также в качестве компенсационных проводов. В СССР изготовляется К. марки МНМц 43—0,5.
Константан - медно-никелевый сплав с высоким электрическим сопротивлением, состоит из никеля (Ni) - 39-41%; марганца (Mn) - 1-2%; остальное медь (Cu). Хорошо поддаётся обработке - может быть получена константановая проволока. Используется при изготовлении электронагревательных элементов с рабочей температурой до 400-500 °C, термопар, реостатов, измерительных приборов низкого класса точности.
Физические и механические свойства
К наиболее значимым физическим свойствам сплавов алюмель, копель, хромель и константан относятся: плотность, средний коэффициент линейного расширения, удельное электрическое сопротивление, температурный коэффициент электрического сопротивления, температурный коэффициент линейного расширения, температура плавления, термоэлектродвижущая сила (термо-ЭДС); механическим - модуль нормальной упругости, относительное удлинение после разрыва, временное сопротивление при растяжении, относительное сужение после разрыва, условный предел текучести и твердость по Бринеллю. Материалы термопары (алюмель, хромель, копель, константан) должны иметь высокие и стабильные значения термо-ЭДС в диапазоне рабочих температур.
Основные свойства каждого из сплавов:
Алюмель имеет удельное электрическое сопротивление 3,2·10-8 Ом·м, температурный коэффициент линейного расширения 13,7·10-6 °C-1, плотность 8480 кг/м3, температуру плавления 1430-1450 °C. Из проволоки алюмель изготавливают термопары.
Копель имеет плотность 8900 кг/м3, температуру плавления 1220-1290 °C, температурный коэффициент линейного расширения 14·10-6 °C-1, удельное электрическое сопротивление 0,5 мкОм·м. Копель в паре с медью, хромелем и железом имеет большую термо-ЭДС при практически равном нулю температурном коэффициенте электрического сопротивления, коррозионностоек и жаростоек до 600 °С.
Хромель обладает плотностью 8710 кг/м3, температура плавления 1400-1500 °C, температурный коэффициент линейного расширения 12,8·10-6 °C-1, удельное электрическое сопротивление 0,66 мкОм·м. Хромель отличается большой жаростойкостью.
Константан имеет высокое удельное электрическое сопротивление (около 0,5 мкОм·м), низкое значение термического коэффициента электрического сопротивления, температурный коэффициент линейного расширения 14,4·10-6 °C-1, плотность константана 8800-8900 кг/м3, температура плавления около 1260 °C. Также для константана характерна высокая термоэлектродвижущая сила в паре с медью, железом, хромелем. Данный медно-никелевый сплав имеет низкую термо-ЭДС по отношению к меди.
3. Корозионностойкие.
КОРРОЗИЯ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ
Никель и никелевые сплавы характеризуются высокой коррозионной стойкостью как в обычных атм. условиях, так и во мн. агрессивных средах, что в значит, степени связано со сравнительно высокой термодинамич. устойчивостью никеля и его сплавов в окислительных средах. Среди различных сплавов на никелевой основе представляют большой практич. интерес коррозионно-стойкие сплавы, легированные медью, хромом, молибденом, кремнием.
Сплавы никель — медь. При содержании меди ок. 30% сплавы системы Ni—Си имеют наиболее высокую коррозионную стойкость. Широкое применение имеет деформированный сплав монель-металл, содержащий 30% меди, 1,5—2% железа, 1,5% марганца, остальное— никель. Монель-металл имеет значительно более высокую коррозионную стойкость, чем никель в неокислит, к-тах, содержащих кислород (аэрированные растворы). Монель-металл стоек в растворах плавиковой к-ты всех концентраций (включая безводную плавиковую к-ту) и хорошо сопротивляется воздействию чистой фосфорной к-ты всех концентраций при ограниченном доступе воздуха. При повыш. аэрации или введении окислителен скорость коррозии монель-металла в плавиковой и фосфорной к-тах резко возрастает. В азотной к-те монель-металл разрушается. Монель-металл устойчив в морской воде, при этом застойные условия, так же как для никеля, менее благоприятны. Высокой коррозионной стойкостью характеризуется монель-металл в растворах щелочей и мн. органич. к-тах (при ограниченном доступе кислорода). Монель-металл устойчив в растворах мн. солей, в т. ч. в растворах хлоридов (NaCl, ZnCl2). В кислых растворах солей, содержащих ионы — окислители Fe3 +, Си2 +, N03, монель-металл неустойчив. В атм. условиях сплав чувствителен к примесям сернистых газов. С повышением темп-ры скорость коррозии монель-металла значительно увеличивается во всех средах, за исключением растворов плавиковой к-ты, не содержащих избытка воздуха.
Сплавы никель — хром. Различают железистые и нежелезистые нихромы. Железистые нихромы содержат 60% никеля и 13—15% хрома, остальное — Fe. К железистому нихрому относится также сплав инконель, содержащий 73—75% никеля, 13—15% хрома и 5—6% железа. Нежелезистый нихром обычно содержит ок. 20% . хрома. Железистые и нежелезистые нихромы имеют высокую коррозионную стойкость в сельских и морских атм. условиях.
В пром. атмосфере, содержащей сернистые газы, нихромы подвержены коррозии. Нихромы весьма устойчивы в пресной воде, а также в движущейся морской воде, застойная морская вода менее благоприятна; они устойчивы также в рудничных водах.
При обычных темп-pax нихромы устойчивы в растворах серной к-ты (до 5%), растворах плавиковой и фосфорной к-т всех концентраций (в т. ч. безводной плавиковой к-те, а также в растворах сероводорода). В азотной к-те особенно высокую коррозионную стойкость имеют сплавы при содержании 20% хрома. В сильно концентрированной азотной к-те (более 96%) и др. сильных окислителях нихромы разрушаются вследствие явления перепассивации. Чем больше содержание хрома в никелевых сплавах, тем более они устойчивы в растворах азотной к-ты; добавки железа при этом повышают устойчивость нихромов. В горячих растворах азотной к-ты стойкость нихромов уступает стойкости хромоникелевой и хромистой нержавеющих сталей. Нихромы устойчивы в растворах солей, в кислых растворах хлоридов, за исключением растворов FeCl3 и СиС12. В органич. к-тах при обычных темп-pax нихромы устойчивы, в кипящих растворах уксусной и муравьиной к-т их коррозионная стойкость резко уменьшается. Нихромы устойчивы в щелочных растворах, за исключением высококонцентрированных (при высоких темп-pax), йапр. 90—98%. NaOH при 375—475°, при этом более устойчивы железистые нихромы. Нихромы также устойчивы в водном растворе аммиака.
Сплавы никель — молибден — железо и никель — молибден— железо — хром. Легирование никеля молибденом резко повышает его коррозионную стойкость в растворах соляной к-ты. Сплавы Ni—Mo имеют также высокую стойкость в растворах серной к-*ы. Практич. применение нашли сплавы, легированные железом, т. к» в этом случае удалось получить сплавы, обрабатываемые давлением по обичной технологии. Сплавы Ni—Mo—Fe дополнительно легируются хромом, вольфрамом и кремнием. Имеются два сплава типа Ni—Mo— Fe: сплав А (ЭИ460), содержащий 20% молибдена и 20% железа, сплав В (ЭИ461) с содержанием 30% молибдена и 5% железа. Оба сплава устойчивы в растворе соляной к-ты. С повышением темп-ры скорость коррозии возрастает, особенно сплава А. Сплав В устойчив в растворах соляной к-ты всех концентраций, вплоть до темп-ры кипения. Сплавы устойчивы в растворе серной к-ты до 50% и при темп-ре до 70°, однако в присутствии окислителей коррозионная стойкость их резко снижается как в серной, так и соляной к-тах. Они также имеют низкую коррозионную стойкость в растворах азотной к-ты. С целью обеспечения высокой коррозионной стойкости сплавов Ni—Mo—Fe в окислит, условиях, их дополнительно лети- руют хромом до 15% и вольфрамом до 5% (сплав С) или только хромом до 20% (сплав F). По стойкости в соляной к-те, не содержащей кислорода, эти сплавы уступают сплаву В, особенно при повыш. темп-pax. Коррозионная стойкость сплавов А и В резко снижается в присутствии ионов Fe3+, Cu2+, в то время как сплавы С и F в этих условиях характеризуются высокой коррозионной стойкостью. Все указанные сплавы устойчивы в органич. к-тах, растворах щелочей, нейтральных и щелочных растворах солей.
Из литейных сплавов на никелевой основе наибольшее применение нашли сплав D и сплав G (иллиум).- Сплав D содержит 10% кремния, 3% меди, он используется для работы в горячих растворах серной к-ты всех концентраций, растворах соляной к-ты средней концентрации и др. неокислит. к-тах и солях. В окислит, кислых средах сплав характеризуется низкой коррозионной стойкостью. Сплав G имеет более сложный состав: 22% хрома, 6% меди, 6% молибдена, 6% железа, иногда содержится до 2% вольфрама и до 1% алюминия. Этот сплав устойчив в серной, азотной, фосфорной к-тах и их смесях, а также в растворах солей. С повышением темп-ры скорость коррозии сплава G увеличивается. Сплав характеризуется высокой коррозионной стойкостью в морской воде. В растворах соляной к-ты и влажном хлоре он имеет недостаточную коррозионную стойкость. В числе литейных сплавов находит применение сплав инконель, содержащий ок. 2% кремния; по коррозионным св-вам он близок к деформированному инконелю. Находят применение также литейные варианты деформируемых сплавов А, В, С, F.
Классы коррозионной стойкости показаны в соответствии с логарифмич. шкалой скорости коррозии по ГОСТ 5272—50: I — совершенно стойкие, скорость коррозии зионная стойкость сплавов F и С подобна коррозионной стойкости нержавеющих сталей, что связано с их высокой способностью к пассивированию вследствие легирования хромом.
В зависимости от величины стационарного потенциала никелевые сплавы, как и нержавеющие стали, могут находиться в активном, пассивном состояниях и состоянии перепассивации (см. Коррозия нержавеющих сталей).
Сплавы на никелевой основе менее чувствительны к структурной коррозии, чем нержавеющие стали, что, по-видимому, связано с большей коррозионной стойкостью никеля в активном состоянии в неокислит, средах по сравнению с железом и хромом. Однако и никелевые сплавы в нек-рых условиях могут проявлять склонность к межкристаллитной коррозии и коррозии под напряжением. Так, сплавы системы Ni — Си могут подвергаться коррозионному растрескиванию при воздействии ртути и ртутных соединений, растворов кремнефтористоводородной к-ты. Концентрированные растворы едкого натра при высоких темп-pax вызывают коррозионное растрескивание сплавов Ni — Си f нихромов, хотя нихромы отличаются более высоким сопротивлением этому виду разрушения. Сплавы типа нихрома проявляют склонность к точечной коррозии, особенно в застойных условиях морской воды, однако в значительно меньшей степени, чем нержавеющие стали; образующиеся при этом питтинги более широкие и менее глубокие. Особенно сильно проявляется язвенная коррозия в растворе солей хлорноватистой к-ты. Высокой сопротивляемостью к точечной коррозии характеризуется сплав D и сплавы, содержащие молибден.
Никелевые сплавы А, В, С, F после нагрева в интервале 500—700° склонны к межкристаллитной коррозии вследствие обеднения границ зерен молибденом и хромом.
Методы защиты никелевых сплавов от коррозии. Прежде всего должен быть обеспечен правильный выбор сплавов для работы в тех или иных агрессивных средах. В неокислит, агрессивных средах не следует применять сплавы, легированные хромом; в этих условиях как при обычных, так и повыш. темп-pax используют монель- металл и сплавы А, В. Наоборот, сплавы А и В не следует применять в кислых окислит, средах. В соляной к-те при высоких концентрациях и темп-pax, наиболее высокой стойкостью обладает сплав В, дополнительное легирование к-рого сурьмой (0,5%) значительно повышает его коррозионную стойкость. В присутствии окислителей целесообразно использование сплавов, легированных хромом (С, F), в ряде случаев они могут быть заменены нихромами. Для сплавов, содержащих хром, применима анодная защита, при этом сплавы из активного состояния переводятся в пассивное состояние, к-рое поддерживается при крайне незначит, плотности тока. Для борьбы с коррозионным растрескиванием сплавов системы Ni — Си применяется отжиг. Склонность сплавов Ni — Mo — Fe и Ni — Mo—Fe—Сг к межкристаллитной коррозии после нагрева в интервале 500—700° понижается путем легирования ниобием, связывающим углерод в карбиды. Однако эффективность легирования ниобием значительно меньшая, чем нержавеющих сталей. Применяем ся также совместное легирование ниобием и танталом. Для уменьшения склонности к межкристаллитйой коррозии эффективно легирование ванадием до 1,5%.
Для снижения склонности сплавов А и F к межкристаллитной коррозии применяют нагрев до 1000° в течение 1—2 час., для сплавов В и С эта термич. обработка не эффективна. (Об оптимальной термич. обработке никелевых сплавов см. Никелевые сплавы кислотостойкие). В атм. условиях сплавы на основе никеля характеризуются высокой коррозионной стойкостью, особенно в полированном состоянии.
Никель устойчив при нагреве в окислит, атмосфере до 900°, но в присутствии сернистых газов коррозионная стойкость его снижается. Сильно снижают окисление никеля при высоких темп-pax хром, алюминий и кремний, а также небольшие добавки кальция и церия. Наиболее эффективно совместное легирование никелевых сплавов этими элементами. В качестве жаростойкого материала широко применяются нихромы, а в качестве жаростойкого и жаропрочного материала сплавы типа нимоник, дополнительно легированные титаном и алюминием. Исключительно вредной примесью в никелевых сплавах является сера, в присутствии к-рой на границе зерен образуется легкоплавкая эвтектика Ni—Ni3S2, что при высоких темп-pax вызывает склонность сплавов к межкристаллитной коррозии. Для повышения коррозионной стойкости в окислит, и восстановит, атмосферах, содержащих сернистые газы, никель легируют марганцем (до 4,5%) или хромом.
Коррозия никелевых сплавов в расплавленных металлах и гидроокисях. Никель и его сплавы (хастелой А, В, С; инконель; нихромы; монель-металл) обладают высокой коррозионной стойкостью в расплавленном натрии, калии и их сплавах при темп-ре до 650° и перепаде темп-р равном 150°. При более высоких темп-pax коррозионная стойкость их уменьшается. В расплавленном литии никелевые сплавы могут иметь лишь ограниченное применение, при этом хромоникелевые сплавы отличаются более высокой коррозионной стойкостью, а никель и монель-металл более низкой. Никель и его сплавы быстро разрушаются в расплавленном висмуте, свинце и их сплавах. В расплавленном едком натрии никель устойчив до 675°, при более высоких температурах никель растворяется с переносом на холодные участки коммуникаций. Выше 800° отмечается интенсивное растворение. Добавки алюмината натрия и соды уменьшают коррозию никеля. В восстановит, атмосфере (напр., в водороде) уменьшается также растворимость никеля по сравнению с нейтральной и окислит, атмосферами.
4.Жаростойкие (нихром и ферронихром).
Важное применение в технике получили жаростойкие сплавы Ni c Cr — нихромы. Наибольшее распространение получили нихромы с 80% Ni, которые до появления хромалей были самыми жаростойкими промышленными материалами. Попытки удешевить нихромы уменьшением содержания в них Ni привели к созданию т. н. ферронихромов, в которых значительная часть Ni замещена Fe. Наиболее распространённой оказалась композиция из 60% Ni, 15% Cr и 25% Fe. Эксплуатационная стойкость большинства нихромов выше, чем ферронихромов, поэтому последние используются, как правило, при более низкой температуре. Нихромы и ферронихромы обладают редким сочетанием высокой жаростойкости и высокого электрического сопротивления (1,05—1,40 мком×м). Поэтому они вместе с хромалями представляют собой два наиболее важных класса сплавов, используемых в виде проволоки и ленты для изготовления высокотемпературных электрических нагревателей. Для электронагревателей в большинстве случаев производят нихромы, легированные кремнием (до 1,5%) в сочетании с микродобавками редкоземельных, щёлочноземельных или др. металлов. Предельная рабочая температура нихромов этого типа составляет, как правило, 1200 °С, у ряда марок 1250 °С. ИЗ НАЧАЛА
Нихром
общее название группы жаростойких сплавов никеля (65—80%) с хромом (15—30%). Впервые Н. запатентован в 1905 А. Маршем в США. В разных странах выпускается большое число разновидностей Н., легируемых, как правило, Si (до 1,5%), Al (до 3,5%), микродобавками редкоземельных металлов. Благодаря сочетанию высокой жаростойкости в окислительной атмосфере (до 1250 °С) и высокого электрического сопротивления (1,05—1,4 мком · м) Н. применяются как материал для нагревательных элементов электрических печей и бытовых приборов; кроме того, они используются для изготовления деталей, работающих при высокой температуре в условиях малых нагрузок, и иногда — для изготовления реостатов. Широкое распространение получили сплавы, содержащие более 20% Fe, часто называемые ферронихромами; эти сплавы дешевле Н., но, как правило, уступают им по жаростойкости. Разработаны специальные марки сложнолегир. Н. с малым значением температурного коэффициента электрического сопротивления (Нихром 10-51/°C), которые применяются для изготовления прецизионных резисторов.
ФЕРРОНИХРО́М — хромоникелевый сплав (нихром), в котором с целью улучшения механических свойств часть никеля заменена железом. Наиболее распространен ферронихром марки Х15Н60, который по всем основным параметрам не отличается от нихрома, но имеет более высокий предел прочности на растяжение и менее хрупок. Этот сплав содержит 55-61% никеля, 17,3-29,2% железа, 15-18% хрома. Температура плавления сплава 1390 °С, плотность 8200 кг/м3. Ферронихром обладает высоким удельным электрическим сопротивлением, высокой жаропрочностью, устойчивостью к действию активных веществ. В атмосфере сухого водорода ферронихром может работать до температуры 1200 °С, также он устойчив при нагреве в углеродосодержащей атмосфере. Материал выпускается в виде проволоки диаметром от 0,05 до 3 мм, или в виде ленты; применяется для изготовления нагревательных элементов электрических печей и приборов, конструкционных элементов, не подвергающихся большим механическим нагрузкам (муфели, экраны, подины печей). Максимальная рабочая температура сплава — около 1200 °С.