Мідно-нікелевий сплав: властивості, ГОСТ. Виробництво мідно-нікелевих сплавів. Чищення монет з мідно-нікелевого сплаву

Дата:

2019-05-19 22:30:12

Перегляди:

456

Рейтинг:

1Дизлайк 0Любити

Поділитися:

Table of contents:

Мідь належить до групи кольорових металів. У чистому вигляді вона володіє високою тепло - і електропровідністю, саме тому використовується в основному в електротехнічному виробництві. Мідь – дуже пластичний матеріал, який добре піддається обробці тиском в холодному і в гарячому стані.

Для підвищення механічних, конструкторських і експлуатаційних властивостей міді використовують його сполуки з іншими металами. В результаті процесу сплавлення змінюється будова кристалічних решіток, виникають додаткові зв'язки між іонами і молекулами. Саме це підвищує міцність сплаву в порівнянні з чистим металом.

Для чого мідь сплавляють з нікелем

При сплаву нікель виступає головним легуючим елементом. Він має корозійною стійкістю, тому, в основному, використовується для зміцнення. мідно-нікелевий сплавПри сплавці його з міддю утворюються неперервні тверді розчини. Мідно-нікелевий сплав набуває ряд нових властивостей:

  • підвищується жароміцність матеріалу;
  • істотно знижується температурний коефіцієнт електроопору;
  • з'являється висока стійкість до корозії, особливо в морській воді.

Класифікація

Властивості мідно-нікелевого сплаву залежать від процентного вмісту в ньому нікелю і інших речовин. В даний час створено багато нових спеціальних матеріалів з унікальними характеристиками.У залежності від області застосування їх поділяють на конструкційні та електротехнічні.

  • Конструкційні - володіють високими антикорозійними і міцнісними характеристиками. Вироби з них відрізняються стійкістю до агресивних середовищ. Це мельхіор, нейзильбер і куниаль. Окреме місце в цьому списку займає монель, склад якого і пропорційне співвідношення елементів дещо інші.
  • Електротехнічні - відрізняються підвищеним електричним опором і термоелектричними властивостями, використовують їх в енергетиці і електротехніці. Це константан, манганін і копель.

Знання хімічного складу і фізичних характеристик дозволяє визначити мідно-нікелевий сплав в одну із груп.

Мельхіор

Містить приблизно 80% міді, близько 20% нікелю, а також трохи марганцю і заліза. Подібний сплав був відомий людям ще в III столітті до н. е. під назвою «біла мідь» завдяки світло-сріблястого кольору, що нагадує срібло. Це володіє високими антикорозійними властивостями, а також великим запасом міцності і зносостійкості мідно-нікелевий сплав. виробництво мідно-нікелевих сплавів Температура плавлення - приблизно 1170 °С. Хороша пластичність дозволяє обробляти вироби з нього тиском. Використовується у виробництві конденсаторів, з нього виготовляють медичні інструменти, недорогі ювелірні прикраси, столові прилади, монети.

Більше:

Витратний метод ціноутворення. Плюси і мінуси

Витратний метод ціноутворення. Плюси і мінуси

сьогодні здаються стародавніми радянські часи формування ціни було досить простою справою, що вимагає від економістів лише знання основ математики. При відсутності конкуренції показник ціни не грала тієї ролі, яку він грає зараз. Якщо раніше до ціни ...

Системний підхід в менеджменті

Системний підхід в менеджменті

Системний підхід в менеджменті являє собою спосіб мислення по відношенню до управління і організації. Його не можна плутати з набором різних принципів дії для управлінського апарату. Вперше застосування цього інструменту управління відзначено в кінці...

підприємницька діяльність. її сутність та основні функції

підприємницька діяльність. її сутність та основні функції

Підприємницька діяльність громадянина – це здійснювана на свій страх і ризик самостійна діяльність, метою якої є систематичне отримання прибутку за рахунок продажу робіт, товарів, послуг, використання майна. При цьому громадянин, який здійснює ...

Нейзильбер

Цей мідно-нікелевий сплав з додаванням цинку, має сріблястий з зеленуватим відтінком колір. В залежності від марки може містити до 35 % нікелю і до 45 % цинку, інше – мідь. Таке солідне утримання цинку істотно здешевлює його виробництво. Нейзильбер володіє приблизно такими ж механічними властивостями, що і мельхіор. Він стійкий до корозії, міцний, достатньо пластичний для обробки в гарячому і холодному стані методом тиску.

Іноді додатково легується свинцем для більш якісної механічної обробки. Здебільшого з неї виготовляють деталі приладів, годинників, медичних інструментів. Цікаво, що завдяки дешевизні зараз саме з нього частіше, ніж з мельхіору, виробляють ювелірні вироби, медалі та ордени. Нейзильбер також використовують при виготовленні фініфті.

Куниаль

Складається з мідної основи, нікелю - до 20 %, невеликих добавок алюмінію. Плавиться при температурі 1183°с З наступним загартуванням і старінням, чим досягаються дуже високі показники міцності і стійкості до низьких температур. Підрозділяється на марки А (МНА13-3) і Б(МНА 6-1,5).властивості мідно-нікелевого сплаву
Марка А володіє двома важливими характеристиками – високою міцністю і унікальною стійкістю до корозії в агресивних середовищах. Наприклад, у морській воді він може експлуатуватися десятиліттями. Тому сплав використовується для виготовлення деталей спеціального призначення (гребні гвинти).

Марка Б володіє пружними властивостями, тому широко використовується для виготовлення пружних елементів відповідального призначення. Також він дуже стійкий до зламів на морозі. З нього виготовляють конструкційні деталі, що працюють в умовах низьких температур.

Монель

У ньому міститься приблизно дві третини нікелю і одна третина міді. Температура плавлення - 1350 °С. Головне властивість цього мідно-нікелевого сплаву – стійкість до корозії. Він має високі показники механічних властивостей – міцності та пластичної деформації. Монель марки НМЖМц містить приблизно 28% міді, 3% заліза, близько 3% магнію, невелику кількість кобальту і нікелю.

Такі ж характеристики має монель-400. Він є брендом Special Metals Corporation і був запатентований в 1906 році. Тому інші компанії-виробники не можуть використовувати цю назву. Так з'явився ще один сплав – Nicorros. Однак ці матеріали ідентичні за все хімічним і технічним характеристикам.Так як сплав містить більше половининікелю в процентному співвідношенні, його вартість досить висока. Однак існує технологія виробництва мідно-нікелевого сплаву з використанням сировини з природних сульфідних руд з вмістом обох елементів, без попереднього поділу на окремі складові. Це дозволяє значно здешевити кінцевий продукт.

Монель використовують для виробництва виробів, эксплуаьтруемых в агресивних середовищах, умовах підвищеної механічної навантаження. Це суднобудування, хімічна і нафтова промисловість, виготовлення медичних інструментів, відповідальних деталей машин і апаратів.

Константан

Має білий колір з характерним жовтуватим оттеком. До складу входять: мідь -59 %; нікель – 39-41 %; марганець – 1-2 %. Температура плавлення 1260 °С. Цей мідно-нікелевий сплав отримав свою назву завдяки основному властивості – термостабільності. Він має дуже хороші показники електричного опору при низькому значенні температурного коефіцієнта розширення. Сплав йде для виготовлення дроту для термопар, у виробництві вимірювальних приладів, а також електронагрівальних елементів, що працюють при температурах до 400-500 градусів.

Дріт, виготовлений з константана, піддається спеціальній термічній обробці, в результаті якої метал на поверхні утворює тонку окисну плівку. Завдяки цьому виріб не потребує додаткової лакування або захисному покритті. Константан дуже пластичний. Це властивість дозволяє застосовувати його при зварюванні мідно-нікелевих сплавів.

Недоліком константана є його досить висока ЕРС - близько 43 мкВ. Це виключає використання дроту та стрічки з нього у високоточних вимірювальних приладах.

Манганін

Містить приблизно 5% нікелю, 12% марганцю і основу з міді. Температура плавлення - 960 °С. Цікаво, що меннінг був винайдений американцем Едвардом Венстоном приблизно в 1888 році на основі ним же винайденого константана як спеціальний матеріал для обмоток електровимірювальних приладів. Він дійсно має високий питомий електричний опір, а також вкрай малу ЕРС у парі з міддю (не більше 1 мкВ), що вигідно відрізняє його від константана.

Для того, щоб знизити температурний коефіцієнт опору, мангановую дріт отжигают при температурах близько 600 градусів в умовах вакууму, потім повільно охолоджують. Ця технологія дозволяє збільшити температуру, при якій матеріал зберігає свої електричні властивості, до 200°С. Вже намотану в дріт котушки додатково нагрівають неодноразово до 150 °С. Так досягається ефект штучного старіння, після якого зміни у кристалічній структурі металу зводяться до мінімуму.

Основна область застосування манганина як матеріалу зі стабільними показниками електроопору - виготовлення різноманітних приладів високої точності для вимірювання показників електричного струму (сили струму, напруги, потужності).

Копель

Ще один спеціальний сплав. Містить мідь, 43% нікелю, трохи заліза і марганцю. Температура плавлення 1290 °С. Завдяки оптимальному співвідношенню стабільно низького питомого опору і високою ТЭДС в парі з різними металами сплав застосовується для виготовлення дроту для термопар і електродів. Показник ТЭДС матеріалу зростає пропорційно робочої температури:

  • при 100 градусах за Цельсієм - 6,95;
  • при 600 - до 49В.

Копель дуже термостійкий - без порушення основних властивостей витримує нагрівання до 600 градусів і стійкий до корозії.мідно-нікелеві сплави гост
Копель застосовується в термопарах датчиків приладів для безконтактного вимірювання температури. В них використовуються термопари з максимальною ТЭДС – з хромом, міддю або залізом Ці елементи є позитивними електродами, а копель –негативним. Термопара копель-хромель використовується в основному в пірометрії для постійного контролю температурного режиму в діапазоні від 200 до 600 градусів в промислових і лабораторних установках.

Процес плавки

При виробництві мідно-нікелевих сплавів дотримуються порівняно схожих технологій. Мельхіор, нейзильбер, куниаль, константан, манганін спочатку плавлять в індукційних печах під шаром прожареного деревного вугілля. Додавання до шихті відходів допускається до 80%.

Процес починається з плавки міді і нікелю. По мірі їх розплавлення додаються відходи великим шматком, потім дрібні. В останню чергу завантажується цинк. Після остаточного розплавлення шихти виробляють розкислення марганцем і кремнієм (нейзильбер), або кремнієм і марганцем (константан і мельхіор). Після цього з поверхні розплаву прибирають весь шлак і додають ще деревного вугілля. Нагрівають розпечену масу до температури близько 1300 °С, при необхідності додають хлористий марганець для рафінування.

Трохи відрізняється технологія приготування куниалей, так як вони містять алюміній. Перед введенням алюмінію в розплав обов'язково додають 0,1% марганцю для розкислення. А після розчинення алюмінію поверхню розплаву посипають флюсом. Якщо цього не зробити, утворюються плівки, від яких розплав стає непридатним для заливки.мідно-нікелевий сплав монети

Хімічні, фізичні і конструкційні властивості визначають область призначення різних мідно-нікелевих сплавів. ГОСТ 492–73, ГОСТ5063–73, ГОСТ 5187–70, ГОСТ 5220–78, ГОСТ 17217–79, ГОСТ 10155–75 є основними стандартами при їх виробництві.

Карбування монет

Приблизно з кінця позаминулого століття повсюдно почали карбувати монети з мідно-нікелевого сплаву. зварювання мідно-нікелевих сплавівСклад його сильно відрізнявся на різних монетних дворах. Але в основному він містив до 30% нікелю, незначну залізну домішка і мідь як основу. Так як метал для звичайних монет повинен бути в першу чергу пластичним, ковким, зносостійким і недорогим, практичним шляхом було визначено склад монетного сплаву. Згодом особливою популярністю для виготовлення монет користувався мельхіор.

Сучасні російські монети виготовлені з різних сплавів. Зокрема, повністю з мельхіору складаються монети, випущені до 2009 року. Сталеві монети номіналом одна та п'ять копійок і мідні п'ятирубльової покриті тонким шаром мельхіору. Такий матеріал отримав назву «біметал». Так все більше знижується собівартість виготовлення металевих грошей.

Сплави міді з нікелем мало схильні до окислення на повітрі. Тому його ознаки можна зустріти лише на старих монетах, або тих, що тривалий час перебували в агресивному середовищі. Знавці-шукачі скарбів і нумізмати застосовують для очищення цінних екземплярів монет різні засоби – від народних рецептів до передових технологій.мідно-нікелевий сплав температура плавлення
Очищення з мильним розчином добре видаляє лише зеленуваті мідні оксиди. Застосовують також оливкова олія, оцтову кислоту, пасту "Гойя". Потрібно мати на увазі, що ці кошти можуть не тільки зняти наліт, але і вступити в реакцію з самим сплавом, завдавши шкоди монеті. Найбільш ефективною, простою і швидкою є чищення монет з мідно-нікелевого сплаву з допомогою електролізу.


Article in other languages:

AR: https://tostpost.com/ar/business/17254-gost.html

BE: https://tostpost.com/be/b-znes/33238-medna-n-kelevyya-spla-lasc-vasc-dast-vytvorchasc-medna-n-kelevyh-splav.html

DE: https://tostpost.com/de/business/32916-kupfer-nickel-legierung-eigenschaften-gost-die-produktion-von-kupfer-n.html

En: https://tostpost.com/business/28179-copper-nickel-alloys-properties-gost-production-of-copper-nickel-alloy.html

ES: https://tostpost.com/es/centro-de/32800-aleaci-n-de-cobre-n-quel-propiedades-gost-la-producci-n-de-cobre-aleac.html

HI: https://tostpost.com/hi/business/18872-gost.html

JA: https://tostpost.com/ja/business/16919-gost.html

KK: https://tostpost.com/kk/biznes/33559-mys-nikel-orytpasy-asietter-gost-nd-r-s-mys-nikel-d-orytpalar-tazalau-.html

PL: https://tostpost.com/pl/biznes/34613-mied--nikiel-w-a-ciwo-ci-gost-produkcja-miedzi-i-stop-w-niklu-czyszcze.html

PT: https://tostpost.com/pt/neg-cios/34414-liga-de-cobre-n-quel-propriedades-gost-a-produ-o-de-cobre-e-ligas-de-n.html

TR: https://tostpost.com/tr/business/29995-bak-r-nikel-ala-m-zellikleri-gost-retim-bak-r-nikel-ala-mlar-ayakkab-s.html

ZH: https://tostpost.com/zh/business/10931-gost.html






Alin Trodden - автор статті, редактор
"Привіт, Я Алін Тродден. Я пишу тексти, читаю книги і шукаю враження. І я непогано вмію розповідати вам про це. Я завжди радий брати участь у цікавих проектах."

Примітка (0)

Ця стаття не має коментарів, будьте першим!

Додати коментар

Новини

Шиномонтажний стенд для вантажних автомобілів: огляд, характеристики, види та відгуки

Шиномонтажний стенд для вантажних автомобілів: огляд, характеристики, види та відгуки

Якісне обслуговування в автосервісі неможливо без сучасного технологічного обладнання. Для шиномонтажної майстерні центральне місце в списку інструментарію займає стенд (або верстат), на якому безпосередньо виконуються операції зн...

Що таке високоміцні болти ?

Що таке високоміцні болти ?

Болт є одним з найпоширеніших метричних кріплень. Його проста конструкція дозволяє з'єднувати деталі з різними технічними і експлуатаційними характеристиками. Існує кілька класифікацій болтових металовиробів, але в плані надійност...

Бартерна угода - це пряма товарообмінна операція. Бартерний договір. Натуральний обмін

Бартерна угода - це пряма товарообмінна операція. Бартерний договір. Натуральний обмін

Досить часто проводиться обмін послугами або реалізованими товарами фізичними і юридичними особами без участі грошових коштів. Це бартерна угода. З появою мережевих технологій і сучасних транспортних засобів така система стала нос...

Коли висока плинність кадрів грає на руку керівництву

Коли висока плинність кадрів грає на руку керівництву

Імідж компанії, в тому числі і в якості роботодавця, складається з безлічі характеристик (плинність кадрів, показники продуктивності, прибутковості, економічної стабільності), що відображають успішність ведення бізнесу. Ефективний...

Проектне управління - це що таке? Плюси і мінуси

Проектне управління - це що таке? Плюси і мінуси

Проектне управління – це невід'ємний елемент сучасної системи менеджменту в Росії. Багато вітчизняних і зарубіжних компаній користується проектним менеджментом для підвищення якості виробленої продукції і послуг, зниження ви...

Овочесховище як бізнес: план, рентабельність, відгуки

Овочесховище як бізнес: план, рентабельність, відгуки

Для заснування свого бізнесу все більша кількість людей обирає аграрний сектор. У нашій країні безліч фермерів займається вирощуванням фруктів і овочів, реалізує продукцію під час прибирання за низькими цінами. Можна побудувати ов...