книги из ГПНТБ / Хвойка И. Цветные металлы и их сплавы
.pdfЛибденом [61]. Сплавы типа Ni—Mo—Fe известны, на пример, под названием Corronel 220, Langalloy 4-R и т. д.
Сплавы никеля с вольфрамом и хромом
Очень хорошими механическими свойствами при по вышенных температурах и высокой стойкостью против окисления при температурах до 1200°С обладают спла вы, содержащие 50—55% Ni, 20—30% W, остальное хром. Эти сплавы обладают хорошей деформируемостью.
Дисперсионно твердеющие сплавы никеля
Наиболее известным и наиболее широко применяе мым является сплав типа TD, который, кроме никеля, со держит еще 2% ThО2Сравнение твердости этого сплава с твердостью чистого никеля при повышенных темпера турах приведено на рис. 34. В стадии исследования иа-
Рис. 34. Влияние температуры отжи га на твердость никеля н нике ля TD:
/ — чистый никель, отжиг в течение 0,5 ч; 2 — никель TD, холоднодеформнрованный и отожженный в тече ние 1 ч
0ЬОО 800 1200 1600
Тепперат ура'С
ходятся и другие типы дисперсионно твердеющих спла вов, которые содержат дисперсионные компоненты А120 з, Zr02 и др. [62—66].
Сплавы типа Ni—Fe
С п л а в ы т и п а I n v a r содержат 36% Ni. Invar из вестен и под названием Dilavar Ni 36, Vacodil 36, Nilo 36, Dilaton, Nilex, Nilvar, Nilgro и т. д.
Эти сплавы обладают удовлетворительными свойства ми при очень низких температурах, как это видно на рис. 35 [67—69].
С п л а в ы нике ля, о б л а д а ю щ и е в ы с о к о й ма г и и т и о й про и и ц а е м о с т ь ю, имеют общее наз вание «сплавы типа Permalloy».
Физические свойства сплавов Ni—Fe можно регули ровать в широких пределах легированием, например, мо либденом, медыо, кремнием. Это — хорошо деформируе-
120
\ а
100
\ ѵ
SC
V 80
V 60
^ 00
*\J
ч?'
20
О
Плавт |
с,% |
Л/1,% |
□ 7 0 0 Д 2 |
0,026 |
' 35,89 |
з |
0,030 |
35,00 |
\
\ |
е * - « ~ - а |
-------- * |
|
|
|
----- |
|
V |
|
|
|||
Л |
ч N, 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
<$8 |
|
Ч ♦ |
|
S x |
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
___і |
||
|
Ч Ч N |
____ 4 |
|
|
||
|
L 4 |
|
|
/►------/ |
||
|
N |
|
|
6 т |
|
|
& |
|
|
|
|
■ |
|
° |
\ |
1 |
ч |
г |
----- |
|
|
|
j |
/ |
|||
|
|
|
|
|
• |
-------------- г |
|
|
|
|
|
— ______1 |
|
|
|
|
|
\ |
|
--------< ■ - " - - J |
|
|
|
|
С |
|
|
-273 -200 |
-100 |
О |
100 |
200 |
300 |
ЬОО |
500 |
|
|
Температура исльігпения,°С |
|
|
|||
Рис. 35. Зависимость |
механических |
свойств |
сплава |
Invar от |
температуры |
(ис |
ходное состояние: нагрев при 850° С в течение 30 мчи и охлаждение на воздухе)
мые сплавы, из которых изготовляют ленту очень малой толщины, например 0,025 мм. Во всех промышленно развитых странах освоено производство полуфабрикатов из этих сплавов. Наиболее широко распространено их производство в США, Англии и ФРГ. Во всех капитали стических странах эти полуфабрикаты выпускают всего 25 фирм, некоторые из них подвергают полуфабрикаты дальнейшей обработке до получения готовой продукции.
Основные виды сплавов Ni—Fe и их фирменные обо значения приведены в табл. 4, где указаны и их основные физические свойства.
В Японии было проведено тщательное исследование рафинирующего воздействия кремния на физические
Сплавы Fc—Ni с высокой магнитном проницаемостью
|
|
|
|
|
Магнитная про |
|
то |
|
|
|
Примерный |
ницаемость |
|
Торговая марка |
|
|
|
|||
С |
|
химический |
началь |
макси |
||
>> |
|
|
|
состав, % |
||
С |
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
ная |
мальная |
и |
|
|
|
|
|
|
Іа Supermalloy, Supermume |
70—SO Ni, обыч |
50000— 200000— |
||||
tal, |
Super-Permalloy, |
ные присадки |
100000 |
1000000 |
||
HyMu |
800, |
Hyperm |
Ma |
Mo или Cu, ос |
|
|
ximum, Ultraperm, |
VAC |
тальное Fe |
|
|
||
Vacoperm 100-BO3, VAC |
|
|
|
|||
Vacoperm |
10—U03, |
Mu- |
|
|
|
|
niperm |
60, |
80, Muniperm |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
Магнитная индукция В , гс*
8000
іб |
Mumetal, |
Permalloy |
C, |
|
|
|
|
15000— |
50000— |
6500— |
||||
|
Sanbold |
NA46, HyMu 400, |
|
|
|
|
40000 |
150000 |
8000 |
|||||
|
HyMu 80, |
4—79 Permal |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
loy, Hyperm 800, Hyper- |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
mon, |
Nivac, |
Hyperm |
766, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
M. 1040, |
Elmaperm, |
Vi- |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
perm A, 731-N, Nilomag |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
771; |
772, |
VAC Mumetal |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
A03, |
A06, |
Muniperm |
40, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
40/R |
Ni2, |
20, |
25, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16(RNi5) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Па Special Radiometal, Hi- |
Около 50 Ni, 4000— 40000— 16000 |
|||||||||||||
|
pernik, |
Allegheny |
4750, |
иногда |
неболь |
4500 |
70000 |
|
||||||
|
Permenorm 5000 Q2 н H2, |
шие |
количест |
|
|
|
||||||||
|
Nilomag |
471, |
Ferrovac |
ва |
Mo, |
Si, Cu |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
др., |
осталь |
|
|
|
|
Нб |
Radiometal, Permalloy B, |
ное |
Fe |
|
2000— |
20000— |
15000- |
|||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
Sanbold |
NA77, Gamalloy, |
|
|
|
|
4000 |
40000 |
16000 |
|||||
|
HyMu 49, Si-nimax, Mo- |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
nimax, Armco 48, Audi- |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
loy, Hyperm, 50, Perme- |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
norm 5000, G3, H3, H4801, |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Elmaperm, 500-N, Auhys- |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
ter D, Viperm 10, Nivac |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
50, Nifemax 4,2,5, Nite- |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
max |
RNi 12, Nifetex |
10,40 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Ив |
HCR, HY-RA49, Deltamax, |
Как группы Па |
500— |
50000— |
16000 |
|||||||||
|
Hypernik |
V, |
Orthonik, |
и |
IІб, |
но с на |
1000 |
100000 |
|
|||||
|
Orthonol, Permenorm, Hy |
правленной |
|
|
|
|||||||||
|
perm |
50T, |
Permenorm |
структурой |
|
|
|
|||||||
|
5000Z, |
Elmaperm |
|
50T, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Rectimphy |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
!
T
!
!
і
1
1Остаточный магнетизм, гс*г,В |
Коэрцитивная силаИсэ*3 |
Потерина гистерезис В=50Ш),при эрг/слР цикл)*3(1 |
Точка |
|
|
|
Кюри, |
|
|
|
°С |
3500— |
0,005— |
5—10 |
300— |
5500 |
0,010 |
|
400 |
2500— |
0,02— |
50—100 |
300— |
6000 |
0,05 |
|
450 |
4000— |
0,05— |
50— 100 |
400— |
8000 |
0,15 |
|
500 |
Плот |
Удельное электросо противление ОКММ см |
ность, |
Примечание |
г/смя |
|
8,8 55—60 Особый способ вы плавки il термиче ской обработки
8,8 |
55—60 |
Термообработка |
|
при 1050—1100“ С |
|
|
в |
атмосфере водо |
|
рода |
8,2— 40—45 Специальная тех
8,3 нология производ ства, включая об работку (в атмо сфере водорода)
4000— |
0 , 15— |
100— |
350— |
8,2— |
45—55 Термообработка |
8000 |
0,30 |
300 |
500 |
8,3 |
при 1000—1100° С |
|
|
|
|
|
в атмосфере водо |
|
|
|
|
|
рода |
95— |
0 , io - 300—700 |
475 |
8.2— |
40 |
Направленную |
|
98% |
о .1 5 |
|
8,3 |
|
структуру |
получа |
индук |
|
|
|
|
ют путем |
сильной |
ция |
|
|
|
|
холодной деформа |
|
|
|
|
|
|
ции и специальной |
|
|
|
|
|
|
термообработки |
Групп?
|
|
Магнитная про |
К |
|
|
ПримерныіТ |
ницаемость |
Es |
|
Торговая марка |
|
|
||
химический |
|
|
||
|
состав» % |
началь |
макси |
U |
|
|
ная |
мальная |
eu* |
Пг |
Permalloy |
F, |
Dynamax, |
Около 65 Ni, до |
400— |
200000— |
14000— |
||||
|
Nilomag |
641 |
|
|
2 Mo |
|
|
1000 |
400000 |
12600 |
|
III |
Rhometal, |
Permalloy |
D, |
Около |
36 Ni, |
-2000 |
-7000 |
9000— |
|||
|
Hyperm 36 M, Permenorm |
иногда и другие |
|
|
13000 |
||||||
3601, |
Elmaperm |
36R, |
присадки, |
ос |
|
|
|
||||
Anhyster |
|
D, |
Normaperm |
тальное |
Fe |
|
|
|
|
||
|
RNi 24,2; |
2,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Чистый никель |
|
99 Ni |
|
|
200— |
1500— |
6000 |
|||
|
Ѵ-пермендіор |
|
|
49 Со, 49 Fe, 2 V |
300 |
2500 |
24000 |
||||
|
|
|
700— |
3000— |
|||||||
|
Supermendur |
|
|
49 Со, 49 Fe, 2V |
1000 |
6000 |
24000 |
||||
|
|
|
|
100000 |
|||||||
|
Нірегсо |
|
|
|
|
35 Со, 5 Cr, |
ос |
650 |
10000 |
24000 |
|
|
Ферриты Mn—Zn |
|
тальное |
Fe |
|
800— |
1400— |
3500— |
|||
|
|
— |
|
||||||||
|
Ферриты Ni—Zn |
|
|
|
|
1500 |
2700 |
4000 |
|||
|
|
|
|
|
20—640 |
|
2000— |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3000 |
*' |
1 тесла (т) = ІО4гс. *2 Эрстед (э)=0,79б |
|
1 |
*3 1 эрг = 10 ' дж, |
|||||||
а{см= |
-ІО5 а(м. |
свойства сплавов Ni—Fe 50/50. Было установлено, что в результате образования летучего SiO происходит эффек тивное рафинирование расплава. Хорошие результаты дают присадки кремния в количестве около 1 % [70].
Благоприятное влияние кремния при легировании сплавов Ni—Fe проявляется и в повышении коррозион ной стойкости сплавов, а также стойкости против исти рания. Было опробовано легирование кремнием в коли чествах вплоть до 5—10% [71].
Чтобы достичь стабильных значений магнитной про ницаемости, сплавы Ni—Fe легируют, например, кобаль-
|
|
|
|
К |
|
|
|
|
|
sS |
„ |
|
|
га -J |
О |
|
|
|
|
|
|
а: |
s a g |
|
; |
|
|
||
3 2 |
|
|
CQ1X1 |
|
Точка |
Плот- |
|||
X « |
|
|
|
= S lu |
F |
||||
Oh*ü |
|
Кюри, |
ПОСТЪ, |
||||||
н |
s |
s |
|
|
ё-й-ч |
* s |
«С |
г/см* |
|
га |
t£ |
|
« |
s-g |
|
|
|
|
|
t- t-. |
|
|
|
|
|
|
|||
«J « |
|
*- |
о 5 |
G u C |
|
|
|
|
|
о гч |
|
^ о |
|
|
|
|
я) о
О U
Удель» электро
<У
5“ «і «
против/MKQMCJ
Примечание
13300 |
0,05 |
220 |
590 |
8,4 |
26—48 |
Термообработка |
D |
|
(95%) |
|
|
|
|
|
магнитном |
моле |
в |
|
|
|
|
|
|
атмосфере |
водоро |
|
|
|
|
|
|
|
да |
|
|
-3500 |
0,15— |
400—700 |
180— |
8,1 — |
70—90 |
Термообработка |
|
|
|
0,30 |
|
270 |
8,2 |
|
при 1000—1100° С |
||
|
|
|
|
|
|
в атмосфере водо- |
||
|
|
|
|
|
|
рода |
|
|
3000 |
1,0— |
____ |
358 |
89 |
6,8 |
Отжиг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16000 |
2,0 |
16000 |
980 |
8,2 |
26 |
|
|
|
2,3 |
|
|
|
|||||
98% |
0,18 |
— |
980 |
8,15 |
26 |
|
|
|
(от на- |
|
|
|
|
|
|
|
|
сыще- |
|
|
|
|
|
|
|
|
ния) |
|
3300 |
970 |
8,0 |
20 |
|
|
|
— |
1,0 |
|
|
|
||||
_ |
0,4 |
200 |
190— |
4,8 |
5Х ІО7 |
|
|
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
—1,4— — 550— 3,7— 1011
0,4 |
130 |
4,8 |
1 |
|
|
|
том, молибденом и медью. Это сплавы марки Perminvar (45% Ni, 25% Со, остальное Fe), Mo — Perminvar (45% Ni, 25%Co, 7,5%Mo, остальноеFe), 770Mo—Permin- var (70% Ni, 7% Со, 7,7% Mo, остальное Fe), Isoperm (30% Ni и 11% Cu), Hyperm 36, Permenorm 3601 K-l
и др.
Сплавы марки Nimalloy обладают очень хорошими показателями магнитной проницаемости после опреде ленной термообработки. Это — сплавы Ni—Mn, содержа щие 22% Mn. У сплавов Ni—Mn—Fe благодаря легиро ванию хромом достигается исходная магнитная проии-
цйемость, равная 76 000 (максимум 440 000). Эти значения возрастают при присадках сурьмы и олова. У сплава, со держащего 76% Ni, 16,5% Ми и 7,3% Sb, максимальная твердость по Бринелю была достигнута при скорости ох лаждения 2800 град/сек с температуры 900° С (после на грева до 420° С в течение 4,5 ч). Аналогичные результаты достигаются и при легировании оловом [72].
Сплавы никеля для спайки и впайки |
|
||
Кроме сплавов Fe—Ni и Fe—Ni—Cr |
(например, |
||
54% |
Ni, 49% Ni+1% |
Cr, 51% Ni+1% Cr, |
42% N i+ |
+6% |
Cr, 48% Ni+6% |
Cr), выпускаются и другие спла |
вы для спайки и впайки, например Fe—Со, которые из вестны под названиями: Kovar, Nilok, Fernico, Telcosal
и др. |
Это — сплавы следующего состава: 28% N i+ |
+ 18% |
Со+остальное Fe; 28% Ni+21% Со+остальное |
Fe; 28% Ni+23% Со+остальиое Fe. Выбор сплава за висит от вида стекла или керамического материала, в который производится впайка.
Магнитострищионные материалы
К этой группе относятся сплавы типа Fe—Ni, Fe—Al (Япония, ФРГ), Со—Fe и Ni—Со (например, Ni — 8% Со; N i— 18% Со), Fe—Со—V (например, Ѵ-пермендюр, со держащий 49% Fe, 49%) Со и 2% V), Ni—Со—Сг и др.
Сплавы никеля, обладающие низкой точкой магнитного превращения (точка Кюри)
Сплавы Fe—Ni при содержаниях никеля около 30% немагнитны при нормальной температуре, поэтому их ис пользуют для магнитной компенсации. Это — сплавы, ко торые дополнительно легируют, например, марганцем или хромом. К таким сплавам относятся сплавы R2799, Mutemp, Hoskins 567, Thermoperm, Thermoflux, Variperm и др. В ГДР эти сплавы выпускают под названием Kompentherm 40, 50, 60, 70 и 80: точки их превращения находятся в пределах 35—85° С.
Сплавы, с малым температурным коэффициентом модуля упругости 1
Сплавы F—Ni с присадками хрома или небольших количеств вольфрама, титана, бериллия и некоторых дру гих элементов характеризуются малым температурным коэффициентом модуля упругости и известны под назва нием Elinvar, Chronovar, Ni-Span. С 902, Nivarox. Эти сплавы применяются в приборостроении и часовой про мышленности.
Сплавы для постоянных магнитов
Наиболее широко применяемые сплавы, а также их фирменные обозначения, химический состав и некоторые свойства приведены в табл. 5.
Кроме сплавов, приведенных в этой таблице, исполь зуются также следующие: Vicalloy I (52% Со+9,5% Ѵ + остальное Fe); Vicalloy II, . Koerzit T, Gaussit 180 (52% Co+13% V); в ГДР выпускаются сплавы Fecosat 50 (50% Co+2% V) и Fecosat 15 (15% Со); Platinax 11 (77% Pt+23% Со); Permet Pf-2 (30% Co+70% Fe); Permalloy (12% Co+17% Мо+остальное Fe); Silmanal (87% Ag+8,8% Mn+4,2% Al); Bismanol (20,8% M n+
+79,2% Bi); New—KS +7,7% Ni+27,2% £o+6,7% |
T i+ |
+3,7% Al); 1NCO — Magnicol (содержащий 10% |
Ti); |
сплавы Y — 5% Со и сплавы Sm — 5% Со. |
|
Сплавы типа Al—Ni—Со отличаются очень ограни ченной способностью к деформации, поэтому проводится исследование возможности улучшения их деформируемо сти путем дополнительного легирования церием, цирко нием, титаном и др. [73].
Жаростойкие никелевые сплавы и сплавы с высоким удельным сопротивлением
С п л а в ы Ni — Cr с в ы с о к и м у д е л ь н ы м с о п р о т и в л е н и е м .
При температурах до 1200° С применяют сплавы, со держащие 80% Ni и 20% Сг. Это — сплавы Brightray С
1 Сплавы, в которых с изменением температуры модуль упру гости изменяется относительно на. небольшую величину. Прим. ред.
Таблица 5
Сплавы для постоянных магнитов
Содержание легирующих элемеі ное Fe), %
Тип сплава |
Торговая марка |
Ni |
Со |
Ai |
Изотропный
Ni—Al—Fe
Изотропный
Ni—Со—AI—Fe
Alni, Аіпі 120, |
Аіпі- |
22—30 |
— |
11—13 |
|
со III, Niai В, Reco 100 |
|
|
|
||
Alnico, |
Alnico И, |
Al- |
17—24 |
10—17 |
9—13 |
nico 160, |
Magloy5, |
|
|
|
|
Nialco 2, |
III, W, |
Re |
|
|
|
co ЗА |
|
|
|
|
|
Изотропный |
Alni 120, Coalni, |
Nial |
24—26 |
2—5 |
10—13 |
||
Ni—Co—Al—Fe |
co I, IF, II, Reco 120, |
|
|
|
|||
|
140 |
|
|
|
|
|
|
Изотропный |
Alnico |
220, |
Reco |
220, |
13—20 |
20—35 |
6 - 8 |
Ni—Со—Al—Fe |
Hynico |
|
|
|
|
|
|
высококоэрцитив |
|
|
|
|
|
|
|
ный |
|
|
|
|
|
|
|
« |
|
|
|
|
|
|
|
Изотропный |
Alnico |
IV, |
Reco |
160, |
18—24 |
10—15 |
7,5— |
Ni—Со—Al—Fe |
170 |
|
|
|
|
|
10 |
высококоэрцитив- |
|
|
|
|
|
|
|
иый |
|
|
|
|
|
|
|
Анизотропный |
Alcomax II, III и IV, |
12—20 |
20—25 |
7 ,5 - 9 |
|||
Ni—Со—Al—Fe |
Alnico |
V, VII, Alnico |
|
|
|
||
|
400, 500, |
Coalnimax, |
|
|
|
||
|
Coercimax, |
Magioy 1, |
|
|
|
||
|
2, Maxalco, |
Nialco 5, 7, |
|
|
|
||
|
Ticonal E, M, S, Tico- |
|
|
|
|||
|
nal 360, 400, 500, |
600 |
|
|
|
||
|
и 700 |
|
|
|
|
|
|
Анизотропный |
Alnico |
190, |
Nialco V, |
19—24 |
12—17 |
9— 12 |
|
Ni—Со—Al—Fe |
Ticonal |
190 |
|
|
|
|
|
Анизотропный |
Alnico |
8, Alnico |
350, |
14—16 |
29—35 |
7—8 |
|
Ni—Co—Al—Fe |
EMC, |
Hycomax |
II, |
|
|
|
|
высококоэрцитивMagloy 8, Ticonal X, |
|
|
|
||||
ный |
1450, 1500, 1500 F, |
1800 |
|
|
|
T O D (осталь- |
Магнитные свойства |
|
||
максимальное |
|
Примечание |
||
энергетичес |
|
|||
коэрцитивная |
остаточный |
|||
кое |
произве |
|||
прочие |
дение |
сила Н (Л э2* |
магнетизм |
|
|
|
|
вГ, ес•* |
10» гс-э*
0—5 Cu, |
0,9—1,35 |
|
0—I |
Ti |
|
3—6 |
Cu, |
1,3—2,1 |
0—1 |
Ti |
|
3—7 Cu, |
1,3—1,5 |
0,8—1,0 Ti
3 - 7 Cu,1,6—2,3
4— 9 Ti
6—6,5 |
Cu, |
1,6—1,9 |
1,9—5 Ti |
|
|
2—4 Cu, |
3,5—5,7 |
|
0—1,5 |
Ti, |
|
0 - 2 ,5 |
Nb |
|
2—4 Cu, |
1,8—2,5 |
0—1 Ti |
|
3—5 Cu, |
3—5,8 |
2—6 Ti |
|
0—2 Nb |
|
300-630 |
7500—5500 |
Охлаждение |
|
на |
|
|
|
воздухе с |
1150°С |
||
|
|
и отпуск при 550° С |
|||
530—730 |
8400—5000 |
Охлаждение |
|
на |
|
|
|
воздухе с |
1200°С |
||
|
|
H отпуск при 550° С |
|||
530—650 |
6500—5900 |
|
|
|
|
800—1200 |
6300—5500 |
|
|
|
|
680—1000 |
6600—5600 |
|
|
|
|
475—850 |
13200—9000 |
Охлаждение |
с |
вы |
|
|
|
соких |
температур |
||
|
|
в магнитном |
поле |
||
|
|
до |
температуры |
||
|
|
ниже |
850° С |
и от |
|
|
|
пуск |
при |
600° С. |
|
|
|
Определенная |
ог |
||
|
|
раниченность |
фор |
||
|
|
мы |
|
|
|
730—850 |
8200—7500 |
|
|
|
|
1200—1850 |
10000—7500 |
|
|
|
|