Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Хвойка И. Цветные металлы и их сплавы

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.81 Mб
Скачать

Либденом [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

 

«

s-g

 

 

 

 

 

t- t-.

 

 

 

 

 

 

«J «

 

*-

о 5

G u C

 

 

 

 

о гч

 

^ о

 

 

 

 

я) о

О U

Удель» электро

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

 

 

 

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ