Электролит для получения покрытия сплавом хром-молибден

Описание и характеристики никелевых сплавов

Производство никелевых сплавов осуществляется на современных металлургических и горнодобывающих предприятиях. В роли сырьевого материала выступает особый сплав, основой которого является медь, а за основной легирующий компонентом применяется никель. В результате их эффективного взаимодействия, получаемый сплав обладает отличными качественными особенностями. Так, всему спектру создаваемых из этого сплава металлоизделий, будут свойственны такие свойства, как:

• Электросопротивление;
• Устойчивость к образованию коррозии;
• Прочность.

Наиболее распространенными бывают сплавы, в которых дополнительным элементом служат титан, алюминий, молибден, медь и хром. Сплавы из никеля делятся на стойкие к кислотам и температуре.

Сплавы

Никель является основой многих сплавов. Стоит подробнее разобраться с самыми популярными соединениями на основе этого металла.

Сплав на основе никеля

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:

1. 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.
2. Мельхиор — известный сплав, основным компонентом которого является медь. Никеля же в составе может содержаться до 30%. Используется при изготовлении ювелирных украшений, статуэток, столовых приборов.
3. 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:

1. Изготовление деталей для приборов, работающих в агрессивных условиях окружающей среды.
2. Производство нагревательных элементов и оборудования для термической обработки.
3. Проволока из нихрома используется при изготовлении электропечей.
4. 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.

Соединение железа и никеля

Кислотостойкие

В эту группу никелевых сплавов относят сплавы с медью, хромом, вольфрамом и молибденом. Такие сплавы стойкие к агрессивным окисленным и неокисленным средам.

Никель с медью

Медноникелевый сплав (монель) имеет повышенную стойкость к коррозии, высокие параметры временного сопротивления и отличную пластичность в разных температурных состояниях. Из-за этого часто используется в сфере электрической техники, химпромышленности и при создании оборудования для морских кораблей. Также такие сплавы применяют при конструировании атомных реакторов. Одним из самых распространенных сплавов является Monel 400.

Никель с хромом и железом

Инконель сплав, где легирующими веществами участвуют хром и железо. Получившийся металл используют для создании элементов, что работают при высоких температурах. Однако, его не рекомендуют использовать в деталях, что подвергаются температуре свыше 850°C.

Никель с молибденом

Сплав делается из никеля, железа и молибдена, а применяется в литье элементов механизмов, что подвергаются соляной кислоте и температуре не выше 70°C. Металл стойкий к коррозии. К таким относят марку ХН65МВ и его аналог — Hastelloy C276.

Никель с разными металлами

Нионель сплав, главным компонентами которого являются: никель, хром, железо, молибден, медь и титан. Его могут применять при создании емкостей, в которых хранят раствор каустической соды, а также серную и фосфорную кислоту.

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:

1. Используется в качестве защитного покрытия для других металлических поверхностей. При этом защитный слой наносится методами плакирования или гальванопластики. Защищает другие металлы от коррозийных процессов.
2. Из металла изготавливаются емкости для хранения и транспортировки химических реагентов, кислот, щелочей.
3. Его часто используют в качестве катализатора. Связано это с каталитическими свойствами материала, которые схожи с палладием. Однако этот металл стоит гораздо дешевле.
4. 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.

Жаропрочные

Для создания жаропрочных свойств в никелевый раствор добавляют титан, алюминий, молибден, вольфрам, ниобий, рений, рутений и стронций. Данному сплаву характерна длительная прочность, отличная технологичность и устойчивость к высоким температурам. Характеристики марок сплавов зависят от процента наличия определенного металла в составе.

Например, сплав марки Inconel 600 используют при создании деталей для газовых турбин. Выдерживают до 750°C, имеют высокую степень сопротивления окисления и усталости металла. А Inconel 718 подходит для создания рабочих лопаток в газовых турбинах двигателей, которые работают при температуре 800-850°C. После термической обработки сплав не чувствителен к надрезу.

Медно-никелевые сплавы классифицируются на две подгруппы:

• Конструкционные – к этой разновидности можно отнести мельхиор и нейзильбер. Чаще всего, за легируемые элементы принимаются железо и марганец. Самое распространённое соотношение это ~5-30% Ni, все остальное Cu.;
• Электротехнические – одними из представителями данной категории являются копель или константан. Отличительными особенностями является высокое электросопротивление и термоэлектродвижущая сила. Чаще всего, сплав состоит на ~60% из меди, все остальное предоставляется никелем, и другими легирующими частями.

Особенности никеля и его сплавов

Никель имеет особые характеристики, которые высоко ценятся в промышленном производстве. Благодаря хорошей пластичности, из него легко получать изделия различной формы с помощью технологий холодной и горячей деформации. При этом свариваемость сплавов на никелевой основе находится на высоком уровне.

Стоит отметить высокую стойкость никеля к агрессивной среде щелочных растворов и других химических веществ. Он не вступает в реакцию с кислородом в нормальных условиях, даже при нагреве до температуры 800 градусов благодаря жаростойкости. Его плотность может варьироваться в зависимости от наличия в составе таких газов, как кислород, окись углерода и водорода, а также серы, железа, кремния, свинца, марганца, цинка и других элементов.

Никель отлично взаимодействует в сплавах с большинством металлов благодаря свойству активной катализации. С его помощью можно значительно улучшить или изменить свойства различных материалов, что позволяет получать ценнейшие изделия. На сегодняшний день известно более 3000 сплавов с применением этого элемента.

Жаропрочные никелевые сплавы имеют в составе марганец, кобальт, палладий, медь, платину и железо.

Но кроме сплавов на его основе, никель может применяться в чистом виде. Очень часто его используют для формирования антикоррозийной защиты. Для ее нанесения обычно используют метод гальванизации или плакирования, который используют при защите железа и стали. С помощью такого метода можно получить материал, практически не уступающий по свойствам чистому металлу, при этом удается значительно удешевить изделия. Используя метод гальванизации, защищают алюминий, чугун, магний и цинк.

Несмотря на свою высокую стоимость, из чистого металла очень часто производят различные приборы и аппараты, а также тигли для металлургии. В химической промышленности используют цистерны, резервуары и трубки из этого металла, которые применяются для хранения и перегрузки пищевых продуктов, щелочных и иных веществ.

В процессе производства водорода его применяют в качестве конденсаторов. Также следует отметить медицинскую сферу, где очень часто применяются никелевые инструменты и приборы.

Также следует отметить, что он особо популярен в сфере строения радиоприборов и телевизионных гаджетов. Его можно считать незаменимым в атомной сфере, так как без его использования невозможно получить высокоточные аппараты дистанционного управления.

Гранулированный никель широко применяется в качестве катализатора множества химических реакций с участием углеводородов, спиртов и альдегидов. Им обычно заменяют платину и палладий, так как свойства этого гранулированного металла не уступают вышеуказанным, при этом он дешевле.

Гранулированный никель

Никелевый порошок

Порошкообразный никель также используется как элемент фильтрующих аппаратов, необходимых для очистки газов, топливных жидкостей и других веществ, производимых химической промышленностью.

Также подобный порошок отлично подходит для производства сплавов, поэтому очень часто именно такому физическому состоянию металла отдают предпочтение в металлургии.

Устойчивость к щелочи позволяет использовать такой металл в щелочных аккумуляторах в качестве электродов.

В металлургической промышленности множество видов стали, особенно конструкционных, производится с никелем в качестве легирующего компонента. При этом нет разницы, будь то магнитные, немагнитные, или жаропрочные никелевые сплавы.

Наиболее часто никель используют в сплавах вместе с медью. Это позволяет получить материал, обладающий повышенными свойствами устойчивости к агрессивной среде, особенно щелочной, морской воде и повышенной влажности. Именно поэтому их широко применяют в медицине, морском деле, химической и пищевой промышленности.

Сплавы серебра и никеля имеют интересные свойства: при сплавлении только этих двух элементов получается неустойчивый материал, характерный ломкостью и предрасположенностью к появлению трещин. Но при использовании этих сплавов в качестве легирующих элементов в сплавах на основе других металлов, можно значительно повысить устойчивость к коррозии.

Чистый никель

В ювелирном деле очень часто используют его сплав с золотом. Из него получают прочные ювелирные изделия, для которых характерен белый цвет. Но у некоторых людей наблюдается аллергическая реакция на такие изделия.

Также никель в чистом виде и в составе сплавов часто используется для производства нагревательных элементов и приборов.

Сплавы с медью

Сочетание никеля с медью довольно широко применяется для получения материалов, имеющих свойства, отличные от свойств чистых металлов.

На сегодняшний день наиболее широко используемыми сплавами с медью можно считать следующие:

• монель;
• мельхиор;
• нейзильбер.

При производстве монели в качестве главного компонента применяется именно никель, количество которого в сплаве должно составлять около 67%. Монель отличается высокой прочностью, превышающей характеристики большинства видов сталей, из-за чего этот сплав получил широкую популярность в авиастроении, производстве электроинструмента, судостроении, а также в изготовлении музыкальных инструментов.

Монель

Мельхиор – сплав никеля с медью, основой в котором выступает медь, а количество никеля может варьироваться в диапазоне от 5% до 30%. Из этого сплава производят различные виды кухонной посуды, дешевые ювелирные изделия, статуэтки и другие произведений искусства.

Также его легко встретить в повседневной жизни, так как большинство современных монет производятся именно из мельхиора. Он отлично подходит для этих целей, так как очень пластичен и хорошо поддается прессованию. При этом он довольно-таки долговечен и устойчив к износу и повреждениям. Мельхиор отличается устойчивостью к морской воде, поэтому из него изготавливают множество структурных частей и деталей лодок.

Чайные ложки из нейзильбера

Нейзильбер отличается наличием в составе цинка. Он довольно-таки пластичен, при этом очень прочен и устойчив к коррозии. Применяется при производстве электроприборов, столовых приборов, ювелирных изделий, монет и наград.