Алуминиево желязо с никел. Магнетична сплав от желязо с никел

Важна роля в живота на всеки играе металургичната индустрия, защото всеки ден трябва да се справят с различни продукти, изработени от метал. И те са изработени от всички видове сплави, които се получават чрез топене. При производството на тези материали се използват най-малко два метала, а за подобряване на свойствата - специални добавки. В тази статия ще разгледаме няколко сплави от желязо с никел, техните свойства и приложение.

Относно свойствата на желязото

Чисто желязо - сребристосив цвят, има пластичност и ковък. Народните блокове, намерени в природата, имат подчертан метален блясък и значителна твърдост. При височината и електрическата проводимост на материала той използва свободни електрони за лесно прехвърляне на ток. Металът има средна рефрактерност, омекотява при температура от + 1539 градуса по Целзий и губи феромагнитни свойства. Това е химически активен елемент. При нормална температура лесно реагира и при загряване тези свойства се подобряват. Във въздуха той е покрит с оксиден филм, който пречи на продължаването на реакцията. При излагане на влажна среда се появява ръжда, която вече не предпазва от корозия. Но въпреки това желязото и неговите сплави се използват широко.

Малко история

Invar е сплав от желязо с никел, която съдържа 36% от легираната добавка. Първоначално е открита във Франция през 1896 г. от физик Чарлз Гийоме. По това време той работи върху търсенето на евтин метал за стандарти за измерване на маса и дължина, които са направени от много скъпа платина-иридий сплав. Благодарение на това откритие учен през 1920 г. получава Нобеловата награда по физика.

Думата "Invar" на латински означава "неизменна". Това означава, че за желязо-никелова сплав термично разширение остава постоянна за широк диапазон температурни промени - от -80 до 100 градуса по Целзий. Тази сплав има няколко други имена: nilvar, vakodil, nilo-alloy, radiometall. Invar е търговска марка на Imphy Alloys Inc., която е собственост на стоманодобивната фирма Arcelor Mittal.

Алуминиево желязо с никел

За да се подобрят свойствата на желязото, като се използват различни добавки, се произвеждат сплави. Учените вярват, че няма да е трудно да се получи желязо-никелова сплав, като се вземат предвид термодинамичните свойства на металите. Но на практика те се натъкнаха на проблеми. При взаимодействието на металите, по време на производството на желязо-никелова сплав, в резултат на процеса на окисление на страничните продукти, желязото от двувалентното състояние се превръща в тривалентно състояние.

В резултат на това добивът на сплав намалява и определени физични свойства се влошават. За да се реши този проблем, към електролита се добавят амини и органични киселини, които се образуват с тривалента желязо съединение, които имат слаба разтворимост. В тази връзка еластичността на седимента става по-добра и за да се разпредели равномерно електролитите се смесват. Получената сплав от желязо с никел се нарича Invar.

Приложение на сплав Invar

Малкият температурен коефициент на разширение позволява да се използва за производство:

• Части от апаратура;
• ленти и жици за геодезическа работа;
• носещи лазерни структури;
• подробности за часовника, махала на хронометри;
• валцуване: горещовалцувана лента и ламарина, ленти студено валцовани, безшевни тръби, ковани пръти.

За повишаване на якостта се прави студена пластична деформация на желязо-никеловата сплав и след това се извършва термична обработка при ниска температура. За по-голяма устойчивост на корозия при нормални атмосферни условия, повърхността му е полирана и се прилага защитен слой, ако продуктът е предназначен за употреба в корозионна среда. Антикорозионните свойства на Invar също се увеличават, когато към него се прибавят около 12% хром, докато запазва постоянна еластичност при нагряване до 100 градуса.

Магнитни сплави

Тези сплави се използват широко в електротехниката. От тях се произвеждат постоянни магнити, трансформаторни жици, електрически измервателни уреди, електромагнити. Хората отдавна знаят, че желязото има магнитни свойства и в резултат на това намира много приложения.

Много по-късно се открива, че същата собственост е присъща на никел и някои други метали. Продуктите, произведени от магнитна сплав от желязо с никел, също имат способността да съхраняват собственото си магнитно поле, когато външният вече липсва. Освен това това лично поле отново може да повлияе на други магнитни тела.

Никел, кобалт и техните сплави

Кобалтът и никелът са елементи на подгрупата на желязото. И трите елемента имат подобни свойства, но има и значителни разлики. И двата метала са по-плътни от желязото и много по-трудни и по-силни от него. Те са по-малко активни в химическия смисъл, се различават по тяхната корозионна устойчивост. Освен това, металите се оценяват за по-голямата им устойчивост на корозия на газа.

Недостатъците на кобалта и никела са тяхната висока токсичност и значителна цена спрямо желязото. Те откриват своето приложение за антикорозионно покритие на изделия от въглеродна стомана и желязо чрез електрохимични реакции. И също така се използват за производството на агрегати и части, които изискват повишена якост и твърдост. Трябва да се отбележи специалното значение на сплавите от желязо, никел и кобалт, които се наричат ​​coinvar, Invar, supermalloy, permalloy и malloy. Основното им предимство е в техните високи магнитни свойства. Тези сплави се използват за производство на магнитни ядра от различни електромагнитни устройства.

Сплашена от сплав

Сместа се състои от метали, които имат отлични механични свойства. Те са лесни за обработка, лесно се подлагат на валцуване, пробиване, коване и щамповане. А сплавта на кобалт, никел и желязо се нарича ковар. Успешно съгласуваната комбинация от химически елементи осигурява отлични характеристики на материала. Тази сплав има добра топлопроводимост, висок коефициент на специфично електрическо съпротивление и близко до нулево линейно разширение в голям температурен диапазон. Единственият недостатък е ниската устойчивост на корозия във влажна среда, така че често се използват защитни покрития от сребро. Ковар се използва широко в промишлеността за производство:

• тръби, колани и проводници;
• кондензатори;
• корпуси на оборудване при производството на инструменти;
• подробности в радиоелектрониката;
• в електрокарската промишленост.

Съдържанието на скъп кобалт и никел в сплавта увеличава цената на материала, но добрите характеристики и продължителната работа покриват първоначалната инвестиция.

Alnie сплави

Alnie е име на групата за магнитни сплави "желязо-никел-алуминий". С увеличаване на концентрацията на алуминий и никел в определени граници, остатъчната индукция намалява и коерцитивната сила се увеличава. Най-често използваните сплави, в които алуминий от 11 до 18%, и никел - 20-34%. Основните свойства на тези сплави са електрическата проводимост, топлопроводимостта и пластичността. Всички те се характеризират с добро заваряване. За използване на сплави с производство на магнити те са легирани с кобалт и мед. В този случай материалът става твърд и трошлив и има груба структура. Алиевите сплави се използват като структурни материали за части от газотурбинни и реактивни двигатели, работещи при високи температури над 1000 градуса по Целзий за дълъг период от време, поддържайки метала непокътнат.

заключение

Всички метали, използвани интензивно в съвременната индустрия, са сплави. Например, почти цялото желязо, което се произвежда в света, се използва за производството на чугун и стомана. Това може да се обясни с факта, че сплавите се характеризират с по-добри свойства от тези метали, от които те се получават. Трябва да се отбележи, че сплавите, произведени от промишлеността, имат общи свойства за тях: якост, твърдост, еластичност и пластичност. И желязо-никел все още има и магнитни свойства, които по време на производството се повишават с допълнително допинг.