Сплав железа и никеля: состав свойства, история открытия

Инвар

Инвар – сплав из 67 % железа и 33 % никеля, обладает свойством практически не изменять своих размеров при изменении его температуры.

Зависимость удельного веса -, временного.| Зависимость точки плавления Tfi и температуры магнитного превращения ( точка Кюри TC двойных сплавов FeNi от содержания никеля Mi в % вес -.

Инвар и фригндал вследствие своей малой теплопроводности используются в вакуумных приборах прежде всего как теплоизолирующие материалы, например, для лодочек и держателей геттеров, когда необходимо предохранить нагревающийся при обезгаживании из-за большого притока тепла от анода геттер от преждевременного испарения до окончания прокаливания остальных деталей ( см. гл. Эти сплавы применяются также для вводов к сильно нагруженным анодам с целью затруднить отвод тепла к стеклянной ножке. В виде проволоки их используют для вводов и держателей кериов малых эквипотенциальных катодов косвенного накала приемно-усилительных ламп ( см. рис. 15 – 65С, позиция 3), для повышения экономичности которых необходимо предотвратить отвод тепла держателями. При этом использованию инвара отдается предпочтение при изготовлении таких деталей держателей, которые не служат одновременно проводниками сильных токов, так как из-за высокого электрического сопротивления инвара это при-пело бы к значительному падению напряжения и к повышению температуры токаподво-дов. Вследствие малого коэффициента расширения, который приближается к коэффициенту расширения кварцевого стекла, инвар используется для газонепроницаемых шлифовых соединений кварца с металлом ( см. гл.

Инвар характеризуется тем, что при температурах от – 50 до 100 С его коэффициент теплового расширения почти равен нулю. При более высоких температурах этот коэффициент резко возрастает и становится больше, чем у обыкновенной стали.

Инвар ( от англ, invariable – неизменный) – сплав Fe и Ni ( 36 %), имеет очень малый коэффициент теплового расширения. Используют для изготовления измерительных лент, линеек, геодезической проволоки, деталей измерительных приборов, размеры которых должны оставаться постоянными при некотором изменении температуры.

Инвар Н-36 – сплав железа с 36 % никеля, обладает очень малым а 10 – 6К – в диапазоне температуры от – 100 до 100 С.

Классический инвар – сплав железа и 36 % Ni имеет относительный температурный коэффициент линейного расширения, почти равный нулю при температуре до 120 С. Суперинвар, дополнительно легированный 5 % Со, – это однофазный, пластичный, прочный и кор-розионноустойчивый сплав. Эти сплавы склонны к мартенситному превраще-нию, что нарушает их аномальные свойства. Для предотвращения мартенситного превращения ( получения устойчивой у-фазы) сплавы подвергают глубокому охлаждению ( до 80 С) и затем последующему нагреву до 600 С, скорость нагрева и охлаждения должна быть медленной.

Инварами называют металлические материалы, температурный коэффициент линейного расширения ( ТКЛР) которых крайне мал2 – В основе инварного поведения сплавов лежат магнитные явления. Известно, что инварными свойствами обладают аустенитные сплавы железа: SNiFe, 24PtFe 37Fe54Co9Cr и др. Они используются как прецизионные материалы с малым ТКЛР.

Сплав инвар Н36 в пределах температур от – 50 до 100 С имеет коэффициент линейного расширения, близкий нулю. При повышении температуры от 100 С этот коэффициент быстро увеличивается, и при температурах выше 275 С он даже превосходит коэффициент линейного расширения обыкновенных сталей.

Сплав инвар, применяемый для изготовления эталонов длины вследствие малого коэффициента линейного расширения, состоит из 40 % никеля и 60 % железа.

Сплав инвар в пределах температур от – 50 до 100 имеет коэфициент линейного расширения, близкий к нулю.

Став инвар и аругие сплавы с 30 – 40 % Ni обладают большей стойкостью против коррозии в воздушной атмосфере, в пресной и соленой воде, чем железо.

Термобиметалл инвар – томпак обладает достаточно высокой электропроводностью; недостатком его является быстрая потеря томпаком упругих свойств из-за наступающей рекристаллизации.

Термобиметалл инвар – латунь обладает высокой электропроводностью и теплопроводностью; применяется для работы в условиях нагрева теплопередачей от окружающей среды.

Объяснение аномальных свойств

Подробное объяснение аномально низкого КТР Инвара оказалось труднодостижимым для физиков.

Все богатые железом гранецентрированные кубические сплавы Fe – Ni демонстрируют инварные аномалии в измеренных тепловых и магнитных свойствах, которые непрерывно развиваются по интенсивности с изменяющимся составом сплава. Ученые когда-то предположили, что поведение Инвара было прямым следствием перехода от высокого магнитного момента к низкому магнитному моменту, происходящего в гранецентрированном кубическом ряду Fe – Ni (и это привело к образованию минерала антитенит ); однако эта теория оказалась неверной. Вместо этого оказывается, что переходу с низким моментом / с большим моментом предшествует фрустрированное ферромагнитное состояние с высоким магнитным моментом, в котором магнитные обменные связи Fe – Fe обладают большим магнитообъемным эффектом правильного знака и величины, чтобы создать наблюдаемая аномалия теплового расширения.

Wang et al. рассмотрели статистическую смесь между полностью ферромагнитной (FM) конфигурацией и конфигурациями с переворотом спина (SFC) в Fe₃Pt со свободными энергиями FM и SFC, предсказанными на основе расчетов из первых принципов, и была в состоянии предсказать температурные диапазоны отрицательного теплового расширения при различных давлениях. Было показано, что все отдельные FM и SFC имеют положительное тепловое расширение, а отрицательное тепловое расширение происходит из-за увеличения популяции SFC с меньшими объемами, чем у FM.

Области применения

Его используют для производства деталей в машиностроении. В основном из чугуна делают блоки для двигателей и коленчатые валы. Для последних требуется усовершенственный чугун, в который добавляют специальные добавки из графита. Благодаря устойчивости чугуна к трению из него делают тормозные колодки отличного качества.
Чугун может бесперебойно работать даже при сильно низких температурах. Поэтому его часто используют в производстве деталей машин, которым придется работать в жестких климатических условиях.
Хорошо зарекомендовал себя чугун в металлургической области. Его ценят за относительно небольшую цену и отличные литейные свойства. Изготовленные из чугуна изделия характеризуются отличной прочностью и износостойкостью.
Из чугуна делают большое множество сантехнических изделий. К ним можно отнести раковины, батареи, мойки и различные трубы. Особо славятся чугунные ванны и радиаторы отопления. Некоторые из них служат в квартирах по настоящее время, хотя приобретены были много лет назад. Чугунные изделия сохраняют свой первоначальный вид и не нуждаются в реставрации.
Благодаря хорошим литейным свойствам из чугуна получают настоящие произведения искусства. Его часто применяют в изготовлении художественных изделий. Например, таких как красивые ажурные ворота или памятники архитектуры.

Выбираете ванну? Не знаете, что лучше, чугунная или стальная? Тогда это видео поможет вам:

Продукция черной металлургии широко используется во многих отраслях народного хозяйства, а черный металл всегда востребован в строительстве и машиностроении. Металлургия уже давно успешно развивается, благодаря своему высокому техническому потенциалу. Наиболее часто применяются в производстве и в быту чугунные и стальные изделия.

Чугун и сталь оба относятся к группе черных металлов, эти материалы представляют собой уникальные по своим свойствам сплавы железа с углеродом. В чем отличия стали и чугуна, их главные свойства и характеристики?

Приложения

Инвар используется там, где требуется высокая стабильность размеров, например, в прецизионных инструментах, часах, датчиках сейсмической ползучести, телевидении. маска-тень кадры клапаны в двигателях и пресс-формах для больших авиастроек.

Одно из первых его применений было в часах балансирные колеса и маятник стержни для точности часы-регулятор. В то время было изобретено маятниковые часы был самым точным хронометристом в мире, и предел точности хронометража был связан с температурными изменениями длины маятников часов. В Часы-регулятор Riefler Разработанные в 1898 году Клеменсом Рифлером, первые часы, в которых использовался инварный маятник, имели точность 10 миллисекунд в день и служили основным эталоном времени в мире. военно-морские обсерватории и для национальных служб времени до 1930-х годов.

В землеустройство, при возвышении первого порядка (высокой точности) выравнивание должен быть выполнен, уровень персонала Используемый (выравнивающий стержень) изготовлен из инвара, а не из дерева, стекловолокна или других металлов.[нужна цитата ] Стойки из инвара использовались в некоторых поршнях для ограничения их теплового расширения внутри цилиндров.При изготовлении больших композитный материал структуры для аэрокосмический углеродное волокно формы для укладки, инвар используется для облегчения изготовления деталей с очень жесткими допусками.

Химические свойства

Дихлорид никеля (NiCl₂)

Атомы никеля имеют внешнюю электронную конфигурацию 3d84s2. Наиболее устойчивым для никеля является состояние окисления Ni(II).

Никель образует соединения со степенью окисления +1, +2, +3 и +4. При этом соединения никеля со степенью окисления +4 редкие и неустойчивые. Оксид никеля Ni₂O₃ является сильным окислителем.

Никель характеризуется высокой коррозионной стойкостью — устойчив на воздухе, в воде, в щелочах, в ряде кислот. Химическая стойкость обусловлена его склонностью к пассивированию — образованию на его поверхности плотной оксидной плёнки, обладающей защитным действием. Никель активно растворяется в разбавленной азотной кислоте:

3Ni + 8HNO₃(30%) → 3Ni(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

и в горячей концентрированной серной:

Ni + 2H₂SO₄ → NiSO₄ + SO₂ + 2H₂O

С соляной и с разбавленной серной кислотами реакция протекает медленно. Концентрированная азотная кислота пассивирует никель, однако при нагревании реакция всё же протекает (основной продукт восстановления азота — NO₂).

С оксидом углерода CO никель легко образует летучий и очень ядовитый карбонил Ni(CO)₄.

Тонкодисперсный порошок никеля пирофорный (самовоспламеняется на воздухе).

Никель горит только в виде порошка. Образует два оксида NiO и Ni₂O₃ и соответственно два гидроксида Ni(OH)₂ и Ni(OH)₃. Важнейшие растворимые соли никеля — ацетат, хлорид, нитрат и сульфат. Водные растворы солей окрашены обычно в зелёный цвет, а безводные соли — жёлтые или коричнево-жёлтые. К нерастворимым солям относятся оксалат и фосфат (зелёные), три сульфида: NiS (черный), Ni₃S₂ (желтовато-бронзовый) и Ni₃S₄ (серебристо-белый). Никель также образует многочисленные координационные и комплексные соединения. Например, диметилглиоксимат никеля Ni(C₄H₆N₂O₂)₂, дающий чёткую красную окраску в кислой среде, широко используется в качественном анализе для обнаружения никеля.

ИНВАР, НАЦИОНАЛЬНАЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ КОМПАНИЯ

город Курск

Фармацевтическая компания «Инвар»

Инвар – национальная фармацевтическая компания, формирующая свой портфель инновационных продуктов на основе долгосрочных эксклюзивных лицензионных соглашений на российском рынке. Миссия Инвар – мы обеспечиваем наших сотрудников, партнеров и потребителей инновационными эффективными решениями в бизнесе и здоровье Инвар входит в ТОП25 национальных фармацевтических компании и фокусируется на безрецептурных оригинальных препаратах (Рейтинг – по данным ЦМИ “Фармэксперт”, 2012)Инвар – лауреат премии «Лидер в области фармацевтики и биотехнологий IPhEB&CPhI Russia» 2013 в номинации «Эффективная стратегия» Продуктовый портфель ИНВАР состоит из 7 брендов, 5 из которых входят в ТОП500 наиболее продаваемых препаратов в РФНа сегодняшний день продуктовый портфель Инвар состоит из следующих препаратов:- гинекология: Гинофлор Э (Швейцария), Флуомизин (Швейцария), Эпиген Интим (Испания)- оториноларингология: Синуфорте (Испания)- дерматология: Скин-Кап (Испания), Микозан (Нидерланды), Эразабан (Великобритания)-портфель БАД: Реналоф, Виусид, Сперматренд, Депрексил. Залогом успеха компании является высокопрофессиональная сплоченная команда сотрудников: на сегодняшний день команда Инвар насчитывает около 200 сотрудников во всех ключевых регионах РФ

Инвар уделяет большое внимание качеству работы с персоналом: от подбора сотрудников, качественного введения новичков в должность и в компанию до дальнейшего развития и роста сотрудников. Мы заинтересованы в привлечении целеустремленных, инициативных и ответственных людей, которые могли бы стать частью нашей команды. «Инвар» регулярно проводит обучение для сотрудников, как внутреннее, так и внешнее, в основе которого лежит развивающая обратная связь

«Инвар» регулярно проводит обучение для сотрудников, как внутреннее, так и внешнее, в основе которого лежит развивающая обратная связь

Мы стремимся к созданию рабочей атмосферы взаимного уважения и заботимся о повышении квалификации, мотивации, социальной защищенности и преданности корпоративным ценностям. Мы стремимся поддерживать такую корпоративную культуру, которая способствует развитию конструктивных отношений внутри коллектива и поддержанию лояльности к компании. Мы ставим перед собой амбициозные задачи, решить которые под силу только сплоченной команде высококлассных специалистов

«Инвар» регулярно проводит обучение для сотрудников, как внутреннее, так и внешнее, в основе которого лежит развивающая обратная связь. Мы стремимся к созданию рабочей атмосферы взаимного уважения и заботимся о повышении квалификации, мотивации, социальной защищенности и преданности корпоративным ценностям. Мы стремимся поддерживать такую корпоративную культуру, которая способствует развитию конструктивных отношений внутри коллектива и поддержанию лояльности к компании. Мы ставим перед собой амбициозные задачи, решить которые под силу только сплоченной команде высококлассных специалистов.

Не забывайте, что самую подробную информацию об организации ИНВАР в Курскe вы всегда можете получить на официальном сайте, в офисе компании или позвонив по телефону ↓

Сварка

Тип	Описание
свариваемая ограниченно	сваривание возможно после подогрева до 100−120°С и термической дальнейшей обработки
сложносвариваемая	чтобы получить сварные качественные соединения, необходимо произвести дополнительные операции: во время сварки нагрев до темпер. 200−300°C, термическая обработка (отжиг) после сварки.
Свариваемая без ограничений	сваривание осуществляется без термической обработки и предварительного нагрева.

Купить по выгодной цене

Ассортимент изделий из сплава инвар, представленных соответствует ГОСТ и международным стандартам качества. Купить инвар цена — лучшая сегодня. Данный сплав относится к популярной группе металлопродукции, благодаря своей реальной стоимости и разнообразию выпускаемых вариантов. От поставщика «Ауремо» купить труба 36КНМ цена — лучшая в данном сегменте проката. Качество гарантируется абсолютным соблюдением всех производственных технологических норм. При отсутствии в базовом исполнении необходимого вида изделия, а также в случае необходимости другого варианта продукции, мы можем произвести полуфабрикаты нестандартных размеров по индивидуальному заказу. Купить труба 36Н цена — оптимальная от поставщика .

Физический фон

Инвар эффект основан на отрицательной объемной магнитострикции в кристаллической решетке . Это означает, что за счет отражения магнитных моментов отдельных атомов сплава решетка «раздувается», увеличивая таким образом расстояние между атомами. Однако этот эффект уменьшается с повышением температуры (поскольку магнитные моменты уменьшаются) и, таким образом, вызывает сжатие кристаллической решетки. Таким образом, уменьшение отрицательной объемной магнитострикции с повышением температуры противоречит тепловому расширению , которое увеличивает расстояние между атомами. Эти физические явления могут компенсировать друг друга в определенных температурных диапазонах таким образом, что атомные расстояния не изменяются эффективно, и твердое тело не испытывает никаких изменений в длине (и, следовательно, в объеме). Эффект инвара исчезает вместе с магнитными моментами атомов из соответствующей температуры магнитного порядка материала, то есть температуры Кюри или температуры Нееля .

Где находит применение уникальный сплав?

Ковар (Kovar) обладает одинаковым коэффициентом теплового расширения, что и боросиликатное стекло. Поэтому материал используется в качестве уплотнения между металлическими и стеклянными компонентами, работающими при различных температурах. К таким применениям относятся области:

электроники,
оптики,
фотоники,
аэрокосмической промышленности.

В основном, материал используется здесь для изготовления корпусов стеклянных компонентов:

вакуумных ламп,
кожухов рентгена,
микроволновых трубок,
ламп,
кожухов лазеров и других элементов.

Так, например, из серии эксклюзивных изделий можно отметить выводные рамки космических телескопов, изготовленных из материала Ковар (Kovar).

Окисление поверхностей деталей сплава Ковар

Фактически Ковар (Kovar), также нередко упоминаемый как сплав ASTM F15, UNS K94610, Fe-29Ni-17Co, представляет аустенитный аллотроп железа (аустенит). Так называемый аустенит или гранецентрированное кубическое железо содержит 29% никеля, 17% кобальта, некоторое количество хрома, кремния и углерода, иного железа с гранецентрированной кубической микроструктурой.

Анодное соединение разрабатывалось как метод прочного соединения проводящих материалов, таких как Ковар (Kovar) и стекло. Метод анодного соединения связывает металл со стеклом, содержащим ионы, путём нагревания образцов при относительно низкой температуре.

Обычной практикой является окисление поверхности деталей сплава для улучшения свариваемости с боросиликатным стеклом. Методология позволяет заключать в металлические сборки электронные части — пьезоэлектрические и микрофлюидные датчики.

Типичные физические и механические свойства на Ковар

Физические свойства сплава отмечены следующими показателями:

плотность сплава составляет 0,021 кг/см2,
удельный вес 8,36,
температурная точка Кюри для этого вида металла — 435°C.

Критическая температурная точка плавления отмечена параметром 1450°C. Удельная теплоёмкость приближается к значению 0.105 кал /г/м на градус в условиях температуры 0°C и 0.155 кал/г/м на градус при температуре 430°C. Теплота плавления составляет 64 кал/г, степень теплопроводности — 17,3 Вт/м·K, а электрическое сопротивление равно — 490 мкОм/мм.

Что касается свойств механических, здесь внимания заслуживают такие показатели, как модуль сдвига (7.5 · 106) и модуль упругости (20 · 106). Также интерес представляют максимальная прочность (5273 кг/см2), предел текучести (3515 кг/см2) и температурная точка перегиба (430°C).

Также из механических свойств уникального сплава следует отметить коэффициент Пуассона, равный 317, свойства удлинения до 30%, скорость распространения звука внутри структуры – 4968 м/сек., степень твёрдости по Роквеллу – 78.

О свойствах железа

Чистое железо — серебристо-серого цвета, обладает пластичностью и ковкостью. Самородные слитки, встречающиеся в природе, имеют ярко выраженный металлический блеск и значительную твердость. На высоте и электропроводность материала, он с помощью свободных электронов легко передает ток. Металл обладает средней тугоплавкостью, размягчается при температуре +1539 градусов по Цельсию и теряет ферромагнитные свойства. Это химически активный элемент. При нормальной температуре легко вступает в реакцию, а при нагревании эти свойства усиливаются. На воздухе покрывается пленкой оксида, которая мешает продолжению реакции. При попадании во влажную среду появляется ржавчина, которая уже не препятствует коррозии. Но, несмотря на это, железо и его сплавы находят широкое применение.

Исторический

Неожиданные находки

Изменение коэффициента расширения в зависимости от массового содержания никеля в сплаве.

Ввиду отсутствия полностью удовлетворительного решения стандартного правила второго порядка Международный комитет мер и весов решил включить вопрос об улучшении этих правил в программу Международного бюро с 1891 года. Гийом быстро отказался от латуни и бронзы . Затем он продвинул свои исследования в сторону никеля и его сплавов с медью, которые дали более обнадеживающие результаты.

В 1895 году Дж. Р. Бенуа, директор Международного бюро мер и весов , исследовал железо-никелевый сплав, содержащий 22% никеля и 3% хрома. Этот сплав показал удивительное поведение: хотя и железо, и никель являются ферромагнитными материалами , сплав был парамагнитным, а его коэффициент расширения был намного выше, чем у никеля или чистого железа. Исследование было проведено по запросу Технического отдела Артиллерии Парижа, и сплав был поставлен Aciéries d ‘ Imphy близ Невера, а затем Société de Commentry-Fourchambault .

Несколькими годами ранее Джон Хопкинсон заметил, что сплавы железа с никелем могут претерпевать заметные превращения. Анализ сплава 25% никеля, относительно мягкого и парамагнитного при температуре окружающей среды, становится твердым и ферромагнитным , когда он в холодильнике при ° C . При этом объем увеличился на 2%. В то время было мало что известно о кристаллической структуре металлов, и не было известно, что эти изменения были вызваны фазовым переходом .

Весной 1896 года компания Imphy поставила слиток из сплава железа с никелем, содержащего 30% никеля. Затем Гийом отметил, что его коэффициент теплового расширения составляет лишь около трети от коэффициента теплового расширения платины . Этот замечательный результат удивил Гийома, который ожидал, что физические свойства сплава будут находиться между двумя содержащимися в нем чистыми веществами — принцип, известный как правило смесей.

Затем Гийом получил от своего директора Дж. Р. Бенуа разрешение продолжить изучение этих явлений. Поскольку у офиса не было средств на исследования, Гийом обратился за помощью к Анри Файолю, генеральному директору сталелитейного завода Имфи в г.Май 1896 г.. Когда ему прислали два уже изученных сплава, 22% и 30% никеля, Файоль просто ответил: « Ваша работа интересна. Что вам нужно для этого? Я с тобой. «. Было начато бесплатное сотрудничество с Международным бюро, которое сосредоточилось на изучении 600 различных оттенков сплавов.

Открытие свойств инвара.

Корреляция между тепловым расширением и магнитной проницаемостью была установлена еще в 1896 году. Гийом действительно отмечает, что состав сплава влияет только на степень изменения магнитных свойств и на тепловое расширение.

Еще в 1897 году Гийом описал свое открытие в публикации « Recherches sur les steels au nickel». Расширение при повышенных температурах; электрическое сопротивление (CR Académie des Sciences 125, 235-238, 1897), где он сравнил семнадцать различных оттенков сплавов.

Инвар имеет гранецентрированную кубическую кристаллографическую структуру (ГЦК) с деформациями из-за присутствия никеля, который замещает железо. Атомы железа могут принимать две электронные конфигурации с близкой внутренней энергией: одна ферромагнитная, а другая — нет. Ферромагнитная конфигурация занимает немного больший объем, чем неферромагнитная конфигурация.

По мере повышения температуры сплав постепенно принимает неферромагнитную конфигурацию, поскольку она становится наиболее выгодной с энергетической точки зрения. Сокращение объема из-за перехода от ферромагнитной конфигурации к неферромагнитной конфигурации компенсируется естественным тепловым расширением материала, так что общий объем остается более или менее постоянным. Выше температуры Кюри материала, равной 280 ° C , ферромагнетизм исчезает, и материал затем нормально расширяется.

Это низкое тепловое расширение, обусловленное сильной положительной объемной магнитострикцией инвара, также обнаруживается в других материалах (Fe ₇₂ Pt ₂₈ , Pd ₃ Fe …), которые, как говорят, также оказывают влияние .

В 10 декабря 1920 г.Гийом получил Нобелевскую премию по физике за исследования железоникелевых сплавов.

Характеристика никелевых сплавов

В составах металл сочетается в основном с железом и кобальтом. Его применяют в качестве лигатурного компонента для производства различных конструкционных видов стали, магнитных и немагнитных сплавов.

Металлические сплавы на основе химического элемента № 28 обладают прочностью, устойчивостью к температурам, деформации, влиянию внешней среды. Их число достигает нескольких тысяч. Самыми распространенными составами являются сочетания с хромом, молибденом, алюминием, титаном, бериллием.

Металл считается лигатурным компонентом золота, придающим ювелирным изделиям характерный белый цвет и прочность. По отношению к этому составу существуют мнения об аллергическом влиянии никеля на кожу.

В сочетании с хромом образуется соединение нихром, обладающее устойчивостью к высокой температуре, минимальным коэффициентом электрического сопротивления, пластичностью.

Его применяют для изготовления нагревательных приборов, деталей, в качестве покрытия. Высокая прочность соединения позволяет подвергать его механической обработке, точению, сварке, штамповке.

Никелевые сплавы обладают высокой прочностью, что позволяет широко использовать их в производстве

Особую группу образуют сплавы, в состав которых включена медь. Среди них самыми популярными являются:

монель;
латунь;
бронза;
нейзильбер.

Составы, содержащие химический элемент № 28, применяются в конструкциях атомных реакторов в качестве защитных оболочек для предохранения урановых стержней от влияния среды.

Более века назад было установлено, что железно-никелевый состав, содержащий 28% описываемого металла, теряет свои свойства к намагничиванию. Сплавам, содержащим 36% никеля, свойственен незначительный показатель линейного расширения, что позволяет его применять в изготовлении точных приборов и инструментов.

Этот состав, который обозначается FeNi36, называется инваром, то есть «неизменным». Широкое применение в производстве нашел сплав ковар, содержащий 29%никеля, 17% кобальта и 54% железа.

Он обладает высокой адгезией к расплавленному стеклу, что позволяет использовать состав для изготовления электрических выводов, проходящих через данное вещество.

Состав, свойства и маркировка

По объёму потребления основным из ферросплавов является ферросилиций. Он содержит кремний, который используется для удаления кислорода из расплава. В процессе раскисления используется высокое сродство кремния к кислороду. Операция раскисления кремнием становится более эффективной, когда в ферросилиции присутствует марганец, образующий сложные силикаты. Эти силикаты надёжно связывают кислород, улучшая качество готовой продукции.

Ферросилиций получают путем восстановления кремнезема или песка с помощью кокса в присутствии железа. Материал обладает хорошей стойкостью к истиранию, хорошей стойкостью к коррозии, высоким удельным весом и высоким магнетизмом. Температура плавления и плотность ферросилиция зависят от содержания в нем кремния, и он доступен по невысокой цене.

Химический состав ферросилиция:

кремний – 74…78%
железо – не менее 21…22;
алюминий – не более 0,50.

В виде примесей/добавок присутствуют также углерод, марганец, сера и фосфор.

Ферросилиций – сплав железа с углеродом – обладает следующими физическими свойствами:

Плотность, г/см3 – 3,2.
Температура плавления, 0С – 1200…1250.
Температура кипения, 0С – 2355.

Ферросилиций отечественного производства выпускается по техническим требованиям ГОСТ 1415-93 и маркируется ФСХХ, где последние два знака – цифры, означающие процент кремния (например, ферросилиций ФС75 содержит около 75% кремния).

Сплавы системы «железо-медь» являются лигатурами – веществами, применяемыми с целью измельчения зерна, модификации или отверждения основного сплава. Применение лигатур повышает экономичность выплавки. В химический состав входит от 10 до 50 % железа, остальное приходится на медь. Около 1 % составляют примеси и добавки.

Железоникелевые и железокобальтовые сплавы обеспечивают снижение потерь в магнитопроводах, а также снижают чувствительность деталей к атмосферной коррозии. Некоторые из них обладают эффектом памяти.

Наиболее широкий диапазон магнитных свойств и чётко выраженную структуру демонстрируют сплавы никель-железо с процентным содержанием никеля 35…80%. Изменение состава достигается выбором температуры отжига и подходящей высокой скоростью охлаждения.

Общее название таких материалов – пермаллой. В отечественной практике сплавы на основе железа – пермаллои производят по ГОСТ 10160-62.

Согласно этому стандарту выпускаются пермаллои следующих групп:

Нелегированные (45Н, 50Н, цифры обозначают процент никеля).
Имеющие прямоугольную петлю гистерезиса. Маркировка – 50НП, 65НП, 34НКМП (буква П означает «прямоугольная петля», в составе последнего сплава присутствуют также молибден и кобальт.
Дополнительно легированные хромом и медью, иногда называемые элинварами (50ХНС, 78ХНД).

Особо следует выделить инвар (маркировка 36Н) – железоникелевый прецизионный сплав с минимальным значением коэффициента теплового расширения. Маркировка и технические требования соответствуют положениям ГОСТ 10160-62.

Сплавы железа с титаном (а также железа с титаном и алюминием, в небольших количествах присутствуют также марганец) характеризуются малой плотностью и большой прочностью. Известно, что такие свойствам сплавы обязаны особым формулам интерметаллидных соединений, которые имеются в структуре. Выпускаются в США.

79НМ

Данный сплав является магнитным. 79НМ в условиях слабых полей показывает хорошую магнитную проницаемость.Материалу данной марки присуще отсутствие магнитострикции, незначительная коэрцитивная сила и достаточно высокий магниторезистивный эффект. Данный пермаллой — это механически мягкий металл, не поддается коррозии и имеет достаточно низкую электропроводность.

По причине заниженной магнитострикции материал применяется в производстве элементов, для которых необходима неизменность размеров при непостоянном электромагнитном поле.79НМ также применяется для изготовления трансформаторных сердечников, дросселей, трансформаторных пластинок, реле, датчиков, микросхем.

Свойства сплавов никеля