Сварщику цветник металлов

НИКЕЛЬ И ЕГО СПЛАВЫ

Никель — коррозионно-стойкий металл во многих агрес­сивных средах,'с высокими механическими свойствами. Он хорошо обрабатывается давлением в горячем и холодном со­стоянии. Из него изготовляют листы, проволоку, ленты, тру­бы для нроизводства изделий ответственного назначения.

Максимальная растворимость водорода в твердом никеле при температуре 1400 °С составляет 17,09 см3/100 г, а в расплав­ленном состоянии при температуре 1465 °С — 38,85 см3/100 г. При дальнейшем повышении температуры растворимость во­дорода увеличивается и при температуре 1600 °С достигает 42,96 см3/100 г. При чрезмерно большом содержании и соот­ветствующих условиях водород при кристаллизации свароч­ной ванны может способствовать образованию пор.

Считают, что азот в условиях дуговой сварки никеля интенсивно растворяется в сварочной ванне, а при ее кристал­лизации образует поры. Так, присутствие в аргоне 0,5—1,0 % азота приводит к интенсивному образованию пор в сварньк швах.

При кристаллизации никеля растворимость кислорода в нем снижается более чем в 20 раз. Предполагают, что резкое падение растворимости кислорода в момент кристаллизации ванны также может вызывать пористость сварных швов 110]. Поэтому применение никеля него сплавов в сварных кон­струкциях затруднено из'-за склонности швов к образованию пор и трещин.

Для получения достаточного качества сварных соединений из никеля необходима надежная защита зоны сварки от окру­жающего дугу воздуха и применение защитных сред высокой чистоты.

Основными соединениями никеля с кислородом являются закись никеля №0 и окись никеля Ni203. В условиях сварки более вероятным является образование и стабильное существо­вание закиси никеля NiO. Температура плавления закиси ни­келя составляет 2090 °С, а ее плотность 7,45 г/см3. Раствори­мость кислорода в никеле с увеличением температуры возрас­тает от 0,067 % при 1470 °С до 1,2 % при 1720 °С. Закись никеля образует с никелем эвтектику Ni - f NiO, содержащую 1,1 % закиси никеля (0,236 % кислорода) с температурой плавления 1438°С. Область твердого раствора при температуре эвтектики достигает 0,08 % кислорода и с понижением тем­пературы заметно смещается в сторону никеля. Легкоплавкая эвтектика, располагаясь по границам зерен и затвердевая в последнюю очередь, способствует образованию в металле шва трещин.

Железо образует с никелем непрерывный ряд твердых растворов и на свариваемость никелевых сплавов в небольших долях влияния не оказывает.

Марганец с никелем образует широкую область твердых растворов. Он повышает жаростойкость никеля, является хорошим раскислителем и парализует вредное дей­ствие серы. *

Кремний ограниченно растворим в никеле, служит его активным раскислителем и улучшает литейные свойства. Повышенное содержание кремния снижает пластичность и уве­личивает склонность никелевых сплавов к образованию го­рячих трещин, поэтому его содержание не должно превышать 0,3 %.

Сера с никелем образует эвтектику N1 - f Ni3S2 с темпе­ратурой плавления 644 °С. При содержании серы более 0,01 % никель и его сплавы разрушаются при обработке дав­лением и сварке, поэтому сера в никелевых сплавах — вред­ная примесь.

Особые физико-химические свойства и большая чув­ствительность к наличию примесей и растворенных газов заметно ухудшает свариваемость никеля.

Никелевые сплавы условно можно разделить на четыре группы:

1) конструкционные — технический никель и такие его сплавы, как монель-металл НМЖМц 28-2,5-1,5; мельхиор МНДМц 30-1-1; МН19; НМц2,5; НМц5 и др.;

2) жаропрочные — сплавы системы Ni—Сг—Fe (для при­дания этим сплавам необходимых жаропрочных свойств Ни­кель легируют титаном, алюминием., ниобием, вольфрамом, молибденом, бором, цирконием, германием и др.);

3) электротехнические сплавы — нихром Х20Н80, алю­мель НМцАК 2-2-1, копель МНМц 43-0,4, константан МНМц 40-1,5, нейзильбер МНЦ 15-20, манганин МНМц 3-12 и др.;

4) сплавы с особыми свойствами — пермаллой, супермал - лой и др. Составы никеля и его сплавов должны соответствовать ГОСТ 849—70, ГОСТ 492—73, ГОСТ 19241—80 и др.

Жаропрочные никелевые сплавы, в свою очередь, делятся на деформируемые и литейные. К деформируемым жаропроч­ным сплавам относятся ХН77ТЮ, ХН70ВМТЮ, ХН67МТЮ и др. Литейные жаропрочные сплавы отличаются от деформи­руемых большим содержанием основных легирующих эле­ментов. К ним относятся хастеллой, ЖС6 и др.-