Мідь – пластичний метал, добре піддається обробці, має електро - і теплопровідністю. Для підвищення експлуатаційних властивостей в її склад вводять різні легуючі компоненти. У цій статті мова піде про сплав міді з нікелем, який підвищує її стійкість до корозії, збільшує міцність і електроопір.

Що дає добавка до міді нікелю?

Нікель вводять в сплав в якості основного легуючого компонента. Він значно підвищує твердість міді. Метали наділені рідкісною особливістю, що вони повністю розчиняються одне в одному. При сплавці, в залежності від пропорції, однорідні сплави двох металів змінюють свої властивості наступним чином:

Посилюється стійкість до дії кислот і лугів.

Збільшується жароміцність.

Виробляється стійкість до корозії.

Підвищується пружність і міцність.

Знижується температурний коефіцієнт опору.

Класифікація

Використовуючи механічні, хіміко-фізичні властивості, а також область застосування, сплави міді з нікелем умовно можна підрозділити на дві основні групи:

Конструкційні – характеризуються високою антикорозійною стійкістю і великою міцністю. До них відносяться мельхиоры, що містять до 30% нікелю і невеликі кількості інших металів, нейзильберы, володіють відмінною міцністю і особливий сплав куниаль з добавками алюмінію, який добре обробляється тиском.

Електротехнічні – володіють високим електричним опором. До них відноситься термоэлектродный сплав копель, що має в складі великий вміст нікелю, манганін і константан. Використовуються в електротехніці для компенсаційних проводів, термопар і реостатів.

Сплави знаходять застосування для виготовлення деталей, що використовуються в приладах, теплообмінних апаратах, тому до них пред'являються жорсткі вимоги по хімічним складом і фізичним характеристикам.

Мельхіор

Сплав міді з нікелем, назва якого - мельхіор, може містити у своєму складі до 22% основного легуючого компонента нікелю, близько 80% міді і не більше 06 % домішок. У нього відзначають високу міцність, пластичність, корозійну стійкість. Сплав добре піддається механічній обробці, його штампують, ріжуть, карбують, паяють, полірують, впливають тиском в будь-якому вигляді (у холодному і гарячому). Мельхіор випускається у вигляді стрічок, смуг і труб. Метал має сріблястим кольором. Він йде на виробництво конденсаторних труб, деталей кондиціонерів, застосовується в приладобудуванні. Крім того, зі сплаву роблять медичні вироби, недорогі ювелірні прикраси, монети і посуд. Для поліпшення зовнішнього вигляду виробу покривають тонким шаром срібла.

Нейзильберы

Сплави нікелю, міді і цинку утримують у своєму складі до 35 відсотків нікелю і 45 відсотків цинку, а решта – мідь. У нейзильберов (у перекладі з німецької мови «нового срібла») відзначається красивий сріблястий колір, вони не піддаються окислення на повітрі, проявляють стійкість в розчинах органічних кислот і солей. Завдяки високої корозійної стійкості неферромагнитные сплави знаходять застосування в приладобудуванні, використовуються для виготовлення медичних інструментів, годинникових механізмів.

При виготовленні виробів для ювелірної промисловості сплави додають розкислювачі, які дозволяють знизити кількість оксиду міді, збільшити пластичність і міцність. При збільшенні нікелю в сплаві, зростає його твердість і міцність. При введенні алюмінію, сплави стають дисперсно-твердіючими, при цьому підвищується і стійкість до корозії. Присутність свинцю у нейзильберах надає металу пружність і сприяє поліпшенню обробки різанням.

Сплави високого опору

Для виготовлення електронагрівальних приладів потрібні провідники матеріал, яких володіє високою питомою і низьким показником температурного коефіцієнта опору. Точні опору для приладів, як правило, виготовляють з манганинов – це сплав міді, нікелю і марганцю. До його складу входить 86% міді, марганцю 13% і нікелю близько 3%. Для стабілізації в манганины вводять невелику кількість заліза, срібла і алюмінію. У сплавів висока температура плавлення, складова 960 градусів, середня щільність трохи більше 8 г/см куб. і помаранчевий колір. Манганины мало залежать від температури електричного опору, що дуже важливо для застосування їх в електровимірювальних пристроях з підвищеним ступенем точності. Ще однією перевагою сплавів є дуже невелика термо-ЕРС у парі з міддю. Для стабілізації електромеханічних властивостей проводять штучне старіння манганина. Дріт нагрівають у вакуумі до 400 градусів близько двох годин, після цього тривалий час витримують при кімнатній температурі для отримання стабільних властивостей. Сплав знаходить застосування для виготовлення додаткових опорів, котушок, шунтів, високоточних вимірювальних приладів.

Константан

Який сплав міді і нікелю, поряд з манганином, відноситься до сплавів високого електричного опору? Це константан, він містить до 65% міді, до 41% нікелю і близько 2% марганцю. Цей сплав має специфічний сріблястий тон, середню щільність і температуру плавлення 1270 градусів. Промисловість випускає з константана дріт, діаметр якої становить 002-5 міліметрів. Значна термо-ЕРС у парі з міддю обмежує використання сплаву в точних електровимірювальних приладах. Зате він знаходить застосування в термопарах для вимірювання температури до 300 градусів. Константановая дріт зі сплаву міді з нікелем піддається особливій термічній обробці шляхом нагрівання її до 900 градусів і наступного охолодження. В результаті на її поверхні утворюється темно-сіра оксидна плівка, яка утворює ізоляційний шар і не вимагає додаткового захисного покриття. Сплав добре піддається механічній обробці, тому має високі технологічні властивості. Він знаходить застосування у вимірювальних приладах, електронагрівальних елементів і реостатах з температурою до 400 градусів.

Висновок

Сплави міді з нікелем застосовуються в різних галузях промисловості. Вони пластичні і володіють антикорозійними властивостями. З них роблять деталі, що мають відповідальне призначення, що застосовуються в теплообмінних апаратах і приладах. Тому до сплавів пред'являють жорсткі вимоги по щільності і хімічного складу.