Никелевые литейные сплавы

Стандартные никелевые сплавы можно условно разделить по назначению на 5 групп.

1. Низколегированные специальные для электротехнических целей.

2. Коррозионностойкие сплавы.

3. Жаростойкие сплавы.

4. Жаропрочные сплавы.

5. Никелевые суперсплавы.

1. К никелевым специальным сплавам относятся магнитные сплавы, имеющие очень высокую магнитную проницаемость. Это пермаллой – сплав, содержащий около 80% никеля, 15% железа и дополнительно молибден или Cr и кремний (сплавы 79НМ, 80НХС) и др.). Отливки из этих сплавов используют в приборах (радио, телефон и др.). К специальным относятся также термоэлектродные сплавы на основе никеля типа хромель, алюмель, копель, монель. Химический состав этих сплавов регламентирован ГОСТ 492-73. Сплавы маркируют буквами русского алфавита, обозначающими легирующие элементы, и числами, показывающими их содержание в сплаве.

2. Коррозионностойкие сплавы.

К этой системе относятся сплавы на основе Ni-Cu, Ni-Mo, Ni - Cu –Si, Ni – Cu- Sn, Ni – Si, Ni – Be,

Ni – Al, Ni – Ti, Ni – Fe. Химический состав литейных и деформируемых сплавов отличается незначительно, в основном, содержанием примесей.

Сплавы этой системы стойки в серной и органических кислотах, растворах щелочей, морской воде, атмосфере пара при 350-450ºС, обладают антифрикционными свойствами и стабильностью механических свойств при повышенных температурах. Наиболее характерным примером сплавов этой категории является «Монель-металл», обозначаемый НМЖМц 28-2,5-1,5, что означает содержание меди- 28%, железа 2,5%, марганца 1,5%, никель – остальное. Сплав обладает умеренной прочностью (σb = 450 МПа), хорошей пластичностью (δ = 20%). Он применяется в нефтяной промышленности, химическом машиностроении, судостроении.

Добавка в сплав кремния (3-4%)- кремнистый монель- снижает температуру кристаллизации сплава до 1270 -1290ºС и улучшает литейные свойства. Прочность повышается до 700 МПа, а твёрдость до 330 НВ. Отливки становятся хрупкими, но обладают высокой износостойкостью.

Сплавы на основе Ni – Cu – Sn (28-40% меди) – высоконикелевые бронзы – характеризуются очень хорошими антифрикционными свойствами, стабильно сохраняющимися при температурах до 400-450ºС в атмосфере водяного пара, а также высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах: в серной и органических кислотах, растворах щелочей, морской воде.

Отливки из этих сплавов применяют для изготовления корпусов и рабочих колёс насосов, клапанов и других деталей в химическом машиностроении, нефтяной промышленности и судостроении.

Сплавы Ni-Si, содержащие до 12% кремния (сплав НК10 или хастеллой Д), обладает высокой кислотостойкостью и применяется в химическом машиностроении. Отливки имеют повышенную твердость (450НВ) и износостойкость. Температура плавления -1120ºС, линейная усадка – 1,9%.

Никелевые сплавы хорошо паяются и свариваются.

Никелевые коррозионностойкие сплавы Н70МФ и ХН65МВ применяют для работы в особо агрессивных средах (детали насосов, теплообменников и др. деталей, применяемых в химической и нефтяной промышленности).

Сплавы системы Ni-Mo (30% Mo и 5%Fe) стойки в соляной кислоте при высоких температурах любой концентрации.

Хорошей коррозионной стойкостью обладают сплавы на основе Ni –Al, Ni – Be, Ni –Ti, Ni – Si.

Химический состав коррозионностойких литейных никелевых сплавов приведен в таблице 5.8.

Таблица 5.8.