Нікелювання і застосування нікелю в сплавах з міддю, алюмінієм, титаном, хромом

Області застосування нікелю

Оксидна плівка захищає метал, надаючи йому високу корозійну стійкість. Причому дія її настільки сильно, що не тільки сам нікель виявляється малоактивним, а й будь-які інші предмети, покриті тонким шаром нікелю. Саме ця якість і обумовлює один з найпоширеніших способів застосування.

нікелювання

Нікель використовується для захисту чавуну, заліза, магнію і навіть цинку і алюмінію, які самі по собі вважаються досить стійкими до корозії. Однак нікель відрізняється ще одним особливим властивістю - винятковою стійкістю до лугів. Нікелювання виробів з металу активно застосовують в хімічній промисловості - для виробництва резервуарів для зберігання і перевезення хімічно агресивних речовин, наприклад, а також для виробництва деталей, призначених працювати в найнебезпечніших умовах: наприклад, для захисту від корозії дюралюмінієвих літакових лопатей.

інші сфери

• Метал використовують при виробництві акумуляторів - нікель-кадмієвих, залізо-нікелевих, нікель-цинкових, нікель-водневих. Нікелеві електроди стійкі в електроліті, мають довгий термін служби і доступні за вартістю. Так, цинково-срібний акумулятор демонструє більш високі характеристики, однак за вартістю набагато дорожче.
• Метал застосовується в хімічній промисловості для отримання різноманітних реактивів.
• У медицині нікель використовують при виготовленні протезів і брекет-систем, оскільки метал абсолютно інертний і безпечний. Те ж властивість дозволяє використовувати речовину при виготовленні апаратури для харчової промисловості.
• Однак куди більша частка нікелю витрачається на отримання різноманітних сплавів. На залізні сплави припадає 67% видобутого речовини, а на не залізні - 17%.

Пов'язано це з тим, що нікель надає сплавів чи не таку ж антикорозійну стійкість, якої сам і володіє. В результаті велика частина металу застосовується для отримання всієї різноманітності нержавіючих сталей. Ті ж залізні сплави, що не легованих нікелем, для захисту піддаються оцинкування або нікелюванню. Перерахувати ж сфери застосування нержавіючих і конструкційних сталей просто нереально: немає такої галузі народного господарства, де не використовувалася б ця продукція.

Не менший інтерес представляють собою інші склади-нікелеві сплави, наприклад, сплав нікелю з залізом, міддю, оловом, алюмінієм, титаном, хромом та іншими металами.

Сплави на його основі

Сплави нікелю виключно різноманітні, а властивості їх для різних галузей народного господарства настільки важливі, що чи не всі склади утворюють собою окремі групи.

Нікель-мідних сплавів - рідкісної особливістю, властивою такому твердому розчину є взаємна повна розчинність металів один в одному. При сплаві в будь-якій пропорції отримують однофазний однорідний сплав, що змінює свої властивості закономірно і передбачувано. Корозійні якості таких сплавів визначаються тільки пропорціями речовин: при частці міді більше 50% властивості ближче до якостей самої міді, при частці нікелю понад 50%, сплав проявляється якості властиві нікелю.

Нікель-мідних сплавів стійкі до дії і кислот, і лугів. Їх застосовують при виробництві деталей і резервуарів для апаратури, що працює в середовищі фосфорної, сірчаної, хлорної кислот, а також деталей машин, що випробовують високі несучі навантаження.

• До найбільш відомих складів такого роду відносять монелю: 70% нікелю, 28% міді і 1,5-2% заліза.

Монелю відрізняються чудовою механічною міцністю і твердістю, довговічністю, стійкістю до зносу і нечутливістю до кислот і лугів. З них отримують клапани, насоси, осі крильчатки, пружини, втулки, теплообмінники та інше.

• З мідно-нікелевих сплавів виготовляються монети.
• Константан - сплав з 40% нікелю і 59% міді, застосовується у виготовленні високоточної апаратури, так як відрізняється зносостійкістю і переносить високі навантаження.

З молібденом і іншими металами

Склад нікель-молібден - наприклад, хастеллой, відрізняється стійкістю до сірчаної, фосфорної, соляної і так далі кислотам, причому при високій температурі аж до кипіння. З сплаву виготовляють частини кислотоупорной апаратури. При цьому він відрізняється високою міцністю, так що служить повноцінним конструкційним матеріалом в хімічній промисловості.

Нікель-хромомолібденові сплави стійкі в ще більшому діапазоні кислот та інших агресивних середовищах - сухому хлоре, наприклад.

• Своє місце займає метал і в ювелірній справі. Сплав «біле золото» містить 58% золота і лігатуру з нікелю і срібла.
• Сам нікель є феромагнетиком. Його сплави - Алнико і магнико, є постійними магнітами.

Про сплав заліза з нікелем і його користь поговоримо нижче.

Маються на увазі тверді розчини, в яких нікель виступає не легирующей добавкою, як в нержавіючих сталях, а більш «вагомим» компонентом - до 65%. Розрізняють 4 види таких сплавів.

• Жароміцні - особливістю їх є не просто стійкість до температур, а здатність витримувати високі навантаження при високих температурах. Частка нікелю тут зазвичай 44-46%, може включати також хром, алюміній, титан, молібден і так далі. Механічна міцність сплавів при нормальних умовах становить 600-850 МПа, а при температурах в 800-900 С - від 45 до 177 МПа.

Жаростійкість без навантаження досягає 1000-1350 С, при цьому експлуатація при високій температурі не позначається на фізичних властивості виробів. Застосовується сплав для виготовлення деталей атомних реакторів, реактивних двигунів, газових турбін і так далі.

• Магнітні сплави - пермаллои, проявляються високу магнітну проникність в слабкому полі. Застосовуються в електротехніці для отримання деталей з високою намагніченістю.
• Сплави, що зберігають пружність і габаритні розміри - елінвар, наприклад, до складу якого 36% нікелю. Він зберігає підвищену пружність при високій температурі, оскільки це якість сплаву обумовлено магнітними властивостями. Застосовують для виготовлення термопар в печах.
• Антикорозійні сплави - як правило, крім нікелю містять також молібден або хром. Активно застосовуються при виробництві хімічного обладнання.

Використання матеріалу в будівництві

Світовий видобуток нікелю в 1887 році становила всього 600 т. Метал застосовувався для виготовлення монет. Але вже з 80-их років нікелева промисловість стала активно розвиватися. Поштовхом послужила висока корозійна стійкість металу, а, головне, його сплавів.

• Нікелювання як спосіб «облагородити» виріб також стало застосовуватися з кінця 19 століття і тільки в 30-х роках 20 століття було витіснено хромуванням. У будівництві ж і зараз використовують нікельовані деталі при спорудженні самих різних декоративних конструкцій.
• З тих же причин нікельовані деталі використовуються у виробництві меблів. Шар металу не тільки надає виробу блиск і красивий колір, але і захищає каркас від будь-яких зовнішніх впливів.
• Декоративні якості обумовлюють ще одну сферу застосування - фурнітура для меблів, вікон, дверей, побутової техніки і так далі. Ручки, петлі, накладні елементи з металу прекрасно виглядають і служать дуже довго.
• Нікельовані крани, змішувачі, душові лійки і інші ванні аксесуари ніколи не виходять з моди, так як нікелевий шар забезпечує виробам чудовий зовнішній вигляд і виняткову стійкість до корозії будь-якого виду. Звичайно, по декоративності цей варіант поступається бронзі. адже основою тут служить сталь, а вона не відрізняється ковкістю. Але сріблястий колір і не тьмяніє блиск теж привабливі.
• Набагато ширше застосовуються сплави з нікелем, особливо різні нержавіючі і конструкційні стали. Уявити собі сучасне будівництво без участі металопрокату нереально.

Нікель - метал, що відрізняється високою корозійною стійкістю і здатний повідомляти це властивість своїм сплавів. Це якість найчастіше служить причиною використання металу.

StroyRes.NET - це інтернет журнал про будівельні матеріали. У нас Ви знайдете їх опис та фізико-хімічні властивості. Ми розповідаємо про сфери застосування з практичними уроками, а також торкаємося питання виробництва, доставки і зберігання матеріалів.