Нікелеві сплави - це

сплави на основі нікелю (Див. Нікель). Здатність нікелю розчиняти в собі значну кількість ін. Металів і зберігати при цьому пластичність привела до створення великого числа Н. с. Корисні властивості Н. с. в певній мірі обумовлені властивостями самого нікелю, серед яких поряд зі здатністю утворювати тверді розчини з багатьма металами виділяються феромагнетизм, висока корозійна стійкість в газових і рідких середовищах, відсутність аллотропических перетворень.

З кінця 19 ст. порівняно широко використовуються мідно-нікелеві сплави, що володіють високою пластичністю в поєднанні з високою корозійною стійкістю, цінними електричними та ін. властивостями. Практичне застосування знаходять сплави типу Монель-метал а, які поряд з куніаль (Див. Куніаль) виділяються серед конструкційних матеріалів високою хімічною стійкістю у воді, кислотах, міцних лугах, на повітрі,

Важливу роль в техніці грають феромагнітні сплави Ni (40-85%) з Fe, що відносяться до класу магнітно-м'яких матеріалів (Див. Магнітно-м'які матеріали). Серед цих матеріалів є сплави, що характеризуються найвищим значенням магнітної проникності (див. Пермалой), її постійністю (см. Пермінвар), поєднанням високої намагніченості насичення і магнітної проникності (див. Перменорм). Такі сплави застосовують у багатьох областях техніки, де потрібна висока чутливість робочих елементів до зміни магнітного поля.

Сплави з 45-55% Ni, леговані в невеликих кількостях Cu або З, мають коефіцієнт лінійного термічного розширення, близьким до коефіцієнта лінійного термічного розширення скла, що використовується в тих випадках, коли необхідно мати герметичний контакт між склом і металом (див. Також Ковар ).

Сплави Ni з Со (4 або 18%) відносяться до групи магнітострикційних матеріалів (Див. Магнітострикційні матеріали). Завдяки хорошій корозійної стійкості в річковий і морській воді такі сплави є цінним матеріалом для гідроакустичної апаратури.

На початку 20 ст. стало відомо, що жаростійкість Ni на повітрі, досить висока сама по собі, може бути поліпшена шляхом введення Al, Si або Cr. З сплавів такого типу важливе практичне значення завдяки хорошому поєднанню термоелектричних властивостей і жаростійкості зберігають сплав нікелю з Al, Si та Mn (Алюмель) і сплав Ni з 10% Cr (Хромель). Хромель-алюмелеві термопари відносяться до числа найбільш поширених термопар, що застосовуються в промисловості і лабораторній техніці. Знаходять практичне використання також термопари з хромелю і Копель (Див. Копель).

Важливе застосування в техніці отримали жаростійкі сплави Ni c Cr - Ніхром и. Найбільшого поширення набули ніхроми з 80% Ni, які до появи хромаль (Див. Хромаль) були самими жаростійкими промисловими матеріалами. Спроби здешевити ніхроми зменшенням вмісту в них Ni привели до створення т. Зв. ферроніхромов, в яких значна частина Ni заміщена Fe. Найбільш поширеною виявилася композиція з 60% Ni, 15% Cr і 25% Fe. Експлуатаційна стійкість більшості ніхромов вище, ніж ферроніхромов, тому останні використовуються, як правило, при більш низькій температурі. Ніхроми і ферроніхроми володіють рідкісним поєднанням високої жаростійкості і високого електричного опору (1,05-1,40 мком .м). Тому вони разом з хромаль представляють собою два найбільш важливих класу сплавів, використовуваних у вигляді дроту і стрічки для виготовлення високотемпературних електричних нагрівачів. Для електронагрівачів в більшості випадків роблять ніхроми, леговані кремнієм (до 1,5%) в поєднанні з мікродобавками рідкоземельних, лужноземельних або ін. Металів. Гранична робоча температура ніхромов цього типу становить, як правило, 1200 ° С, у ряду марок 1250 ° С.

Н. с. містять 15-30% Cr, леговані Al (до 4%), більш жаростійкі, ніж сплави, леговані Si. Однак з них важче отримати однорідну за складом дріт або стрічку, що необхідно для надійної роботи електронагрівачів. Тому такі Н. с. використовуються в основному для виготовлення жаростійких деталей, не схильних до великих механічних навантажень при температурах до 1250 ° С.

Під час 2-ої світової війни 1939-45 в Великобританії було розпочато виробництво жароміцних сплавів Ni - Cr - Ti - Al, званих Німонік ами. Ці сплави, що виникли як результат легування ніхрому (типу X20H80) титаном (2,5%) і алюмінієм (1,2%), мають помітну перевагу по жароміцності перед ніхроми і спеціальними легованими сталями. На відміну від раніше застосовувалися жароміцних сталей, працездатних до 750-800 ° С, німонік виявилися придатними для експлуатації при більш високих температурах. Поява їх стало потужним поштовхом для розвитку авіаційних газотурбінних двигунів. За порівняно короткий термін було створено велику кількість сложнолегірованних сплавів типу німонік (з Ti, Al, Nb, Ta, З, Mo, W, В, Zr, Ce, La, Hf) з робочою температурою 850-1000 ° С. Ускладнення легування погіршує здатність сплавів до гарячої обробки тиском. Тому поряд з деформуються сплавами широкого поширення набули ливарні сплави, які можуть бути більш легованими, а отже, і більш жароміцними (до 1050 ° С). Однак для литих сплавів характерні менш однорідна структура і, як наслідок цього, дещо більший розкид властивостей. Випробувані способи створення жароміцних композиційних матеріалів (Див. Композиційні матеріали) введенням в нікель або Н. с. тугоплавких оксидів торію, алюмінію, цирконію та ін. з'єднань. Найбільше застосування отримав Н. с. з високодисперсними оксидами торію (МД-нікель).

Важливу роль в техніці грають леговані сплави Ni - Cr, Ni - Mo та Ni - Mn, що володіють цінним поєднанням електричних властивостей: високим питомим електричним опором (ρ = 1,3-2,0 мком .м), малим значенням температурного коефіцієнта електричного опору (близько 10 -5 1 / ° с), малим значенням термоЕРС в парі з міддю (менше 5 мв / ° с). За величиною температурного коефіцієнта електричного опору ці сплави поступаються Манганін у в інтервалі кімнатних температур, однак, мають в 3-4 рази більший питомий електричний опір. Головна область застосування таких сплавів - малогабаритні резистивні елементи, від яких потрібно сталість електричних властивостей в процесі служби. Елементи виготовляються, як правило, з мікродроту або тонкої стрічки товщиною 5-20 мкм. Сплави на основі Ni - Mo та Ni - Cr застосовують також для виготовлення малогабаритних тензорезисторів, що характеризуються майже лінійною залежністю зміни електричного опору від величини пружної деформації.

Для хімічної апаратури, що працює в високоагресивних середовищах, наприклад в соляній, сірчаної та фосфорної кислотах різної концентрації при температурах, близьких до температури кипіння, широко використовуються сплави Ni - Mo або Ni - Cr - Mo, відомі за кордоном під назвою хастелой, Ремане і ін . а в СРСР - сплави марок H70M28, Н70М28Ф, Х15Н55М16В, Х15Н65М16В. Ці сплави перевершують по корозійної стійкості в подібних середовищах всі відомі корозійностійкі стали.

У практиці застосовують ще цілий ряд Н. с. (З Cr, Mo, Fe і ін. Елементами), що володіють сприятливим поєднанням механічних та фізико-хімічних властивостей, наприклад корозійностійкі сплави для пружин, тверді сплави для штампів і ін. Крім власне Н. с. нікель входить як один з компонентів до складу багатьох сплавів на основі ін. металів (наприклад, Алні сплави).

Літ .: Бозорт Р. Феромагнетизм, пров. з англ. М. 1956; Матеріали в машинобудуванні. Вибір і застосування, т. 3 - Спеціальні сталі та сплави, М. 1968; Хімушкін Ф. Ф. Жароміцні сталі і сплави, 2 видавництва. М. 1969; Бабаков А. А. Пріданцев М. В. Корозійностійкі стали і сплави, М. одна тисяча дев'ятсот сімдесят один.