Alloy iron with nickel. Magnetna legura željeza s niklom

Važnu ulogu u životu svih ljudi zauzima metalurška industrija, jer se svakodnevno bave različitim proizvodima od metala. I izrađeni su od svih vrsta legura koje se dobivaju taljenjem. Pri izradi ovih materijala koriste se najmanje dva metala, kao i za poboljšanje svojstava - posebni aditivi. U radu ćemo razmotriti nekoliko legura željeza s niklom, njihova svojstva i primjenu.

O svojstvima željeza

Čista željezo - srebrna siva boja, ima duktilnost i lakoću. Izvorni ingoti, koji se nalaze u prirodi, imaju izraženu metalnu sjaj i veliku tvrdoću. Na visini i električnoj provodljivosti materijala koristi besplatne elektrone za jednostavno prijenos struje. Metal ima prosječnu vatrenost, smekšava na temperaturi od + 1539 stupnjeva Celzija i gubi feromagnetska svojstva. Ovo je kemijski aktivan element. Pri normalnoj temperaturi lako reagira, a kada se zagrijavaju, ta svojstva se pojačavaju. U zraku je pokriven oksidnim filmom koji ometa nastavak reakcije. Kada se izloži vlažnom okruženju, pojavljuje se hrđa, koja više ne sprječava koroziju. Ali, unatoč tome, željezo i njezine legure su naširoko koristi.

Malo povijesti

Invar je legura od željeza s niklom, koja sadrži 36% aditiva za legiranje. Prvo je otkrio u Francuskoj 1896. godine fizičar Charles Guillaume. U ovom trenutku radio je na traženju jeftinog metala za standarde mjera i duljine, koji su načinjeni od vrlo skupe platine-iridij legure. Zahvaljujući ovom otkriću, znanstvenik je 1920. dobio Nobelovu nagradu u fizici.

Riječ "Invar" na latinskom znači "nepromjenjiva". To znači da je za legure željeznog nikla toplinsko širenje ostaje konstantna za širok raspon promjena temperature - od -80 do 100 stupnjeva Celzijusa. Ova legura ima nekoliko drugih imena: nilvar, vakodil, nilo-legure, radiometal. Invar je zaštitni znak tvrtke Imphy Alloys Inc., čiji je vlasnik čelična briga Arcelor Mittal.

Alloy iron with nickel

Da bi se poboljšala svojstva željeza, koriste se razni aditivi, proizvode se legure. Znanstvenici su vjerovali da neće biti teško dobiti leguru od željeza i nikla, uzimajući u obzir termodinamička svojstva metala. Ali u praksi su se našli u problemima. U interakciji metala, tijekom proizvodnje legure željeznog nikla, kao rezultat procesa oksidacije sporednih produkata, željezo iz dvovalentnog stanja transformira se u trovalentno stanje.

Kao rezultat toga, prinos legure se smanjuje i određena fizička svojstva pogoršavaju. Da bi se riješio taj problem, elektrolit se dodaju aminima i organskim kiselinama, koji se formiraju s trovalentnim željezni spoj, koji imaju slabu topljivost. U tom smislu, elastičnost sedimenta postaje bolja, a ravnomjerno ga distribuiraju elektroliti koji se miješaju. Dobivena legura željeza s niklom zove se Invar.

Primjena legure Invar

Manji temperaturni koeficijent ekspanzije omogućava ga da se koristi za proizvodnju:

• dijelovi instrumentacije;
• trake i žice za geodetske poslove;
• nosive laserske strukture;
• pojedinosti o satu, pendulama kronometara;
• valjanje: vruće valjane šipke i listovi, hladno valjani trake, bešavne cijevi, kovane trake.

Da bi se povećala čvrstoća, izrađena je hladna plastična deformacija legure željeza-nikla, a zatim se provodi niskotemperaturna toplinska obrada. Za veću otpornost na koroziju pod normalnim atmosferskim uvjetima, njegova se površina polira i primjenjuje se zaštitni sloj ako je proizvod namijenjen za korozivno okruženje. Antikorozivna svojstva Invar također se povećavaju kada se oko 12% kroma dodaje svom sastavu, a zadržava konstantnu elastičnost kada se zagrije na 100 stupnjeva.

Magnetne legure

Te se legure naširoko koriste u elektrotehnici. Od njih se izrađuju trajni magneti, transformatorske jezgre, električni mjerni instrumenti, elektromagneti. Ljudi su dugo znali da željezo ima magnetska svojstva i kao rezultat toga, ona ima mnogo koristi.

Mnogo kasnije je otkriveno da je ista svojstva inherentna niklu i nekim drugim metalima. Proizvodi od magnetske legure željeza s niklom također imaju mogućnost pohranjivanja vlastitog magnetskog polja kada vanjski već nedostaje. Štoviše, ovo osobno polje ponovno je sposobno utjecati na druga magnetska tijela.

Nikal, kobalt i njihove legure

Kobalt i nikal su elementi podskupine željeza. Sva tri elementa imaju slična svojstva, ali postoje i značajne razlike. Oba metala su gustoća od željeza, a mnogo teže i jače od njega. Oni su manje aktivni u kemijskom smislu, razlikuju se u njihovoj otpornosti na koroziju. Osim toga, metali se vrednuju zbog njihove veće otpornosti na koroziju plina.

Nedostaci kobalta i nikla su njihova visoka toksičnost i značajna cijena u odnosu na željezo. Primjenjuju se za antikorozivnu premazivanje proizvoda od čelika i željeza elektrokemijskim reakcijama. Također se koriste za proizvodnju jedinica i dijelova koji zahtijevaju povećanu čvrstoću i tvrdoću. Valja napomenuti posebnu važnost legura od željeza, nikla i kobalta, koje se zovu coinvar, Invar, supermalloy, permalloy i malloy. Njihova glavna prednost leži u njihovim velikim magnetskim svojstvima. Te se legure koriste za proizvodnju magnetskih jezgara raznih elektromagnetskih naprava.

Alloy Coward

Smjesa se sastoji od metala koji imaju izvrsna mehanička svojstva. One se lako obrađuju, lako ih se podvrgavaju valjanju, brošenju, kovanja i žigosanja. A legura kobalta, nikla i željeza naziva se kovar. Uspješno usklađena kombinacija kemijskih elemenata osigurava materijal izvrsnim karakteristikama. Ova legura ima dobru toplinsku provodljivost, visoki koeficijent specifične električne otpornosti i blizu nultu linearnu ekspanziju u velikom temperaturnom rasponu. Jedini nedostatak je niska otpornost na koroziju u vlažnom okolišu, tako da se često koriste zaštitni premazi srebra. Kovar se naširoko koristi u industriji za proizvodnju:

• cijevi, pojasevi i žice;
• kondenzatora;
• trup opreme u izradi instrumenta;
• pojedinosti u radio-elektronici;
• u industriji elektro-usisavanja.

Sadržaj skupog kobalta i nikla u leguri povećava troškove materijala, ali dobre karakteristike i nastavak rada pokrivaju početno ulaganje.

Alnie legure

Alnie je grupno ime za magnetske legure "željezo-nikal-aluminij". Uz povećanje koncentracije aluminija i nikla unutar određenih granica, preostala indukcija se smanjuje, a prisilna sila se povećavaju. Najčešće korištene legure, u kojima aluminija od 11 do 18%, a nikal - 20-34%. Glavna svojstva takvih legura su električna vodljivost, toplinska vodljivost i plastičnost. Svi od njih su karakterizirani dobrim zavarivanjem. Za upotrebu legura s proizvodnja magneta oni su legirani kobaltom i bakrom. U tom slučaju materijal postaje tvrdi i krhki i ima grubu zrnatu strukturu. Alnium legure se koriste kao strukturni materijal za dijelove plinske turbine i mlazne motore koji dulje vrijeme rade pod visokim temperaturama većim od 1000 stupnjeva Celzija, čime je metal ostao netaknut.

zaključak

Svi metali, intenzivno korišteni u suvremenoj industriji, su legure. Na primjer, gotovo sve željezo koje se proizvodi u svijetu koristi se za proizvodnju lijevanog željeza i čelika. To se može objasniti činjenicom da su legure karakterizirane boljim svojstvima od onih metala iz kojih su dobivene. Valja napomenuti da legure proizvedene od strane industrije imaju zajednička svojstva za njih: snagu, tvrdoću, elastičnost i plastičnost. A željezni nikl još uvijek ima i magnetska svojstva, koji su tijekom proizvodnje poboljšani dodatnim dopingom.