Geschichte der Entdeckung von Nickellegierungen. Physikalische und mechanische Eigenschaften.

Nickel hat die Eigenschaft, andere Metalle aufzulösen, ohne seine Eigenschaften zu verlieren, was den Legierungen Wärmebeständigkeit und Duktilität verleiht. Diese Eigenschaft hat zu einer großen Anzahl von Nickellegierungen geführt, die eine Reihe von Vorteilen bieten. Nickel bildet mit anderen Metallen feste Lösungen, die ferromagnetisch sind und eine hohe Korrosionsbeständigkeit in korrosiven Gasen und Flüssigkeiten aufweisen. In diesen Legierungen gibt es keine allotropen Umwandlungen.

Seit Ende des XIX. Jahrhunderts werden Nickel-Kupfer-Legierungen mit hoher Duktilität, wertvollen elektrischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit immer beliebter. Monel-Legierungen fanden die breiteste praktische Anwendung. Zusammen mit den Cunyalen zeichnen sich diese Legierungen unter den Konstruktionswerkstoffen durch ihre hohe chemische Beständigkeit gegenüber Wasser, gasförmigen Medien, starken Laugen und Säuren aus.

Ferromagnetische Legierungen (40-85% Ni + Fe) spielen in der Technik eine wichtige Rolle. Diese Legierungen gehören zur Klasse der weichmagnetischen Werkstoffe. Unter ihnen gibt es Legierungen, die sich durch einen hohen Wert der magnetischen Permeabilität - Permalloy, Konstanz, Qualität unter wechselnden äußeren Bedingungen - Perminvar; hohe magnetische Permeabilität und maximale magnetische Sättigung - Permenorm auszeichnen. Diese Legierungen werden in fast allen Bereichen der Technik eingesetzt, in denen eine hohe Empfindlichkeit der Arbeitselemente gegenüber Schwankungen im Magnetfeld erforderlich ist.

Legierungen mit 45-55% Ni sind in abgedichteten Kontakten zwischen Glas und Metall gefragt. Diese Legierungen, die mit Co oder Cu legiert sind, haben fast den gleichen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie Glas.

Ni + Co-Legierungen, die 4 oder 18 % Nickel enthalten, werden als magnetostriktive Werkstoffe eingestuft. Diese Legierungen sind in Meer- und Flusswasser sehr korrosionsbeständig. Sie werden im Allgemeinen bei der Herstellung von hydroakustischen Geräten verwendet.

Mit dem Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts und der Entwicklung der Elektrotechnik wurde eine neue Klasse von Nickellegierungen entwickelt. Die Wärmebeständigkeit dieses Metalls in Luft ist sehr hoch, kann aber durch Cr, Si, Al verbessert werden. Nickellegierungen mit Si, Al, Mn und Ni-Legierungen mit 10 % Cr haben eine hohe Wärmebeständigkeit in Verbindung mit thermoelektrischen Eigenschaften. Die gebräuchlichsten Thermoelemente sind Chromel-Aluminium-Thermoelemente und werden in der Labortechnik und in der Industrie eingesetzt. Es werden auch Copel- und Chromel-Thermoelemente verwendet.

Ni c Cr-Legierungen, auch Nichrome genannt. Diese Legierungen sind hitzebeständig und werden häufig in der Technik verwendet. Besonders beliebt sind jedoch Nickellegierungen mit einem Nickelgehalt von etwa 80 %. Sie galten als die hitzebeständigste der industriellen Legierungen, allerdings nur bis zum Aufkommen der Chromate. Um die Nichrome billiger zu machen, wurde der Nickelgehalt reduziert, und so entstanden die Ferronichrome. Bei Ferrochromen wird der größte Teil des Nickels durch Eisen ersetzt. Die häufigste Zusammensetzung besteht aus 60 % Ni, 15 % Cr und 25 % Fe.

Im Vergleich zu Nickelchromen haben Ferronichrome eine geringere Lebensdauer und werden bei niedrigeren Temperaturen eingesetzt. Erwähnenswert ist, dass sowohl Nichrome als auch Ferronichrome einen sehr hohen elektrischen Widerstand von etwa 1,05-1,4 μOhm-m2/m haben. Zusammen mit den Chromaten gehören sie zu den wichtigsten Legierungsklassen, die für elektrische Hochtemperaturheizungen verwendet werden. In der Regel werden mit Silizium legierte Nichrome bis zu ca. 1,5 % zusammen mit Metallen wie Seltenen Erden und Erdalkalimetallen verwendet. Die Arbeitstemperaturgrenze für diese Art von Nichromen liegt bei 1200 °C und bei einigen Sorten bei bis zu 1250 °C. Nichrome konkurrieren mit hitzebeständigen Legierungen, die 15-30 % Cr und bis zu 4 % Al enthalten. Mit Si legierte Legierungen sind nicht so hitzebeständig. Chromhaltige Legierungen, die mit Aluminium legiert sind, lassen sich viel schwieriger als gleichmäßiges Band oder Draht herstellen, um einen zuverlässigen Betrieb von elektrischen Heizgeräten zu gewährleisten. Daher werden diese Legierungen hauptsächlich zur Herstellung von hitzebeständigen Bauteilen mit zulässigen Betriebstemperaturen von bis zu 1250 °C verwendet, die keinen hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind.

Während des Zweiten Weltkriegs begann man in Großbritannien mit der Herstellung von Nimonics - hitzebeständigen Legierungen Ni - Cr - Ti - Al. Diese Legierungen sind aufgrund der Legierung von Chrom mit 2,5 % Titan und 1,2 % Aluminium besonders widerstandsfähig. Diese Legierungen sind den Chrom- und legierten Stählen in Bezug auf die Hitzebeständigkeit überlegen. Zuvor wurden Stähle verwendet, die bis zu einer Temperatur von 750-800 °C eingesetzt werden konnten. Mit dem Aufkommen von Nimonics begann die Ära der Gasturbinentriebwerke für Flugzeuge. In kurzer Zeit wurde eine Vielzahl komplexer Legierungen für die Nimonik entwickelt. Es handelt sich um Legierungen mit Ti, Al, Nb, Ce, La, B, Zr. Ihre Betriebstemperatur erreicht 1000° C. ... Die Qualität der Legierungen wird durch die komplexe Legierung - die Fähigkeit der Legierungen zur Warmumformung - negativ beeinflusst. Es sei darauf hingewiesen, dass Knetlegierungen und legierte Gusslegierungen gerade wegen ihrer hohen Wärmebeständigkeit Anerkennung gefunden haben. Gusslegierungen haben jedoch kein homogenes Gefüge und führen zu Schwankungen in den Eigenschaften. Um die optimale Zusammensetzung zu finden, wurden den Legierungen feuerfeste Thorium-, Zirkonium- und Aluminiumoxide sowie andere Verbindungen zugesetzt. Das beste Material war eine Nickellegierung mit hochdispersen Thoriumoxiden.

Die Legierungen Ni - Mn, Ni - Cr, Ni - Mo spielen in der Technik eine sehr wichtige Rolle. Diese Legierungen haben wertvolle elektrische Eigenschaften: hoher elektrischer Widerstand, niedriger Wert des thermischen Ausdehnungskoeffizienten und in Verbindung mit Kupfer ein geringer Wert der thermischen Ausdehnung. Diese Legierungen sind dem Mangan in Bezug auf den thermischen elektrischen Widerstandskoeffizienten im Bereich der Raumtemperatur unterlegen, haben aber einen 3-4 mal höheren elektrischen Widerstand. Diese Legierungen werden für kleine Widerstandselemente verwendet, bei denen konstante elektrische Eigenschaften über die gesamte Lebensdauer erforderlich sind. Diese Elemente werden aus dünnen Folien oder Mikrodrähten mit einer Dicke von 5 bis 20 Mikrometern hergestellt. Ni-Cr- oder Ni-Mo-Legierungen werden für die Herstellung kleiner Dehnungsmessstreifen verwendet. Bei diesen Legierungen besteht eine lineare Abhängigkeit der Änderung des elektrischen Widerstands vom Wert der elastischen Verformung.

Chemische Geräte arbeiten häufig in korrosiven Umgebungen mit Schwefel-, Salz- und Phosphorsäure unterschiedlicher Konzentration bei Temperaturen nahe dem Siedepunkt. Die Legierungen Ni - Cr - Mo, Ni - Mo sind im Ausland als Halsteloy und Remanit bekannt. Auf dem Gebiet der UdSSR sind diese Legierungen unter den Bezeichnungen H70M28, Kh15N65M16V, H70M28F, Kh15N55M16V bekannt. Diese Legierungen übertreffen alle bekannten Stähle an Korrosionsbeständigkeit.

In der Praxis gibt es viele weitere Nickellegierungen mit Fe, Mo und Cr sowie anderen Elementen, die die gewünschte Kombination von mechanischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften aufweisen. Auf diese Weise werden korrosionsbeständige Legierungen für Federn und harte Legierungen für Stempel sowie viele andere Legierungen hergestellt. Neben diesen Legierungen ist Nickel auch ein Bestandteil anderer Metalle.

Kaufen, Preis

Die Evek GmbH verkauft Nickel und Nickellegierungen zu einem optimalen Preis. Der Preis orientiert sich an den LME-Kursen (London Metal Exchange) und ist abhängig von den technologischen Details der Produktion, ohne dass zusätzliche Kosten anfallen. Alle Chargen sind zertifiziert. Wir bieten eine breite Palette von Produkten für die Großserienproduktion. Eine große Auswahl, umfassende Beratung durch unsere Manager, erschwingliche Preise und prompte Lieferung sind das Gesicht unseres Unternehmens. Für den Großhandel bieten wir ein Rabattsystem an. Wir freuen uns auf Ihre Bestellungen