Физические свойства мельхиора: Мельхиор состав сплава, свойства, применение

alexxlab | 04.04.1987 | 0 | Разное

Содержание

Сплав МН19 (мельхиор) – Inzhener-Info

Химический состав сплава МН19 (мельхиор), %
Ni+Co	Cu	Fe	Mn	Si	Mg	Pb	S	C	P	Bi	As	Sb	Сумма примесей
Ni+Co	Cu	не более											Сумма примесей
12-15	Основа	1,0	0,3	0,15	0,05	0,005	0,01	0,05	0,01	0,002	0,01	0,005	1,5

Механические свойства по ГОСТ или ТУ (не менее)
Вид полуфабриката	ГОСТ или ТУ	Состояние	σ_в	δ₁₀
Вид полуфабриката	ГОСТ или ТУ	Состояние	кгс/мм²	%
Полосы	ГОСТ 5063-73	Мягкие	30	30
Полосы	ГОСТ 5063-73	Твердые	40	3
Лента	ГОСТ 5187-70	Мягкая	30	25
Лента	ГОСТ 5187-70	Твердая	40	2,5
Лента	ТУ 48-08-278-70	Мягкая	30	32
Прутки	ТУ 48-21-191-72	Мягкие	30	–
Прутки	ТУ 48-21-191-72	Твердые	40	–

Типичные механические свойства при комнатной температуре
Вид полуфабриката	Состояние	Е	σ_пц	σ_0,2	σ_в	δ₁₀	ψ	HB	σ_-1*
Вид полуфабриката	Состояние	кгс/мм²				%		кгс/мм²
Листы и полосы	Мягкие	–	10	17	40	35	75	70	12
Листы и полосы	Твердые (деформированные на 60-80%)	14000	45	50	60	5	–	180	16
* На базе 1·10⁶ циклов

Глубина выдавливания по Эриксену*
Вид полуфабриката	Толщина, мм	Состояние	Минимальная глубина сферической лунки, мм
Листы	1,68	Твердые	4,3
	0,84		3,4
	0,42		3,5
	1,68	Мягкие	13,1
	0,84		12,1
	0,42		10,9
* Диаметр пуансона 10 мм.

Механические свойства при низких температурах
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	σ_0,2	σ_в	δ₁₀	ψ
Вид полуфабриката	Состояние	Температура испытания, °С	кгс/мм²		%
Проволока	Мягкая	20	19	36	26	78
		-10	20	39	28	77
		-40	20	42	29	77
		-80	20	43	29	76
		-120	20	46	28	75
		-180	23	51	36	72

Физические свойства
Коэффициент термического линейного расширения
Плотность: 8920 кг/м³
Температура, °С	20-100
α·10⁶ 1/град	16
Коэффициент теплопроводности
λ = 37,0 вт/м·град.
Удельное электросопротивление
ρ·10⁶ = 30 ом·см.

Коррозионная стойкость
Мельхиор обладает высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях и при повышенных температурах. Потеря в весе за сутки в морской воде составляет 0,17 г/м².

Технологические данные
Мельхиор хорошо обрабатывается давлением в горячем и холодном состояниях (прессование, прокатка и волочение). Температура горячей обработки 980—1030, отжига 690—780, рекристаллизации — 420°С. Температура литья 1280—1300°С.

Применение
Детали точных приборов, сетки и химически стойкие детали.

Как правильно выбрать столовые приборы

Сплавы мельхиора

Мельхиоровые сплавы имеют различный процентный состав. Самый распространенный сплав мельхиора включает в себя от 5 до 30 процентов никеля, а на остальные проценты приходятся: железо (0,8 процента) и марганец (0,1 процент). Есть другие сплавы, которые очень похожи по своему химическому составу на мельхиор, но имеющие другие названия:

купроникель, похожий на мельхиор, содержит в равных пропорциях только медь и никель;
монель, содержит до 67 процентов никеля;
нейзильбер, содержит дополнительно цинк;
константан, очень близок по химическому составу мельхиору, содержит 55 процентов меди и 45 процентов никеля.

Все мельхиоровые сплавы пластичны, хорошо поддаются механической обработке, великолепно куются, как в горячем, так в холодном состоянии. Сплавы мельхиора имеют высокую коррозийную устойчивость к морской и пресной воде, в сухих газах и в атмосфере воздуха.

Недрагоценные цветные металлы и их сплавы

В ювелирном производстве цветные металлы применяются в основном как легирующие материалы в сплавах с драгоценными металлами. К цветным металлам, используемым в сплавах с драгоценными металлами, относятся медь и ее сплавы, цинк, кадмий, никель, свинец, олово, алюминий ртуть.

Некоторые недрагоценные цветные металлы и сплавы, например на основе меди с последующим гальванопокрытием для имитации цвета золота или серебра и алюминия с последующим анодированием, применяются для изготовления ювелирной галантереи.

Медь

— металл красного цвета, мягкий, обладает хорошей тягучестью, а также хорошей тепло- и электропроводностью, хорошо поддается механической обработке и полировке. Температура плавления его 1083°С, температура кипения 2310°С, плотность 8,9
г/см
3 . На воздухе в присутствии углекислого газа медь покрывается пленкой зеленого цвета, в результате чего блеск после полировки долго нс сохраняется. Растворяется в азотной кислоте, образуя азотнокислую медь, в «царской водке», образуя хлорную медь, в серной кислоте, образуя медный купорос, и в разбавленной соляной кислоте, образуя хлорид мели.

Свойства мельхиора

Мельхиор по своим внешним признакам очень похож на серебро. Иногда бывает очень трудно отличить мельхиоровые изделия от изделий из серебра. Мельхиоровый сплав является известным имитатором серебра. Особенно сплав мельхиора великолепно имитирует серебро в ювелирной бижутерии. Некоторые недобросовестные торговцы иногда пытаются продать мельхиоровые изделия, выдавая их за серебряные.

Часто мельхиоровые изделия покрывают серебром. Мельхиоровые посеребренные столовые приборы и посуда выглядят как настоящее столовое серебро. Поэтому при покупке ювелирных изделий и столовых приборов из серебра нужно очень внимательно смотреть на то, что мы покупаем. Мельхиор в сравнении с серебром обладает большой механической прочностью. Сплав мельхиора имеет высокую устойчивость к коррозии и хорошие пластические свойства. Благодаря высоким пластическим свойствам сплав мельхиора легко обрабатывается. Из мельхиорового сплава получаются изящные и утонченные изделия.

Уход за приборами из стерлингового серебра 925 пробы

Настоящее серебро отличается от мельхиора не только ценой и несомненной полезностью для здоровья (в отличие от первого), но и большей хрупкостью, подверженностью коррозионным и механическим воздействиям. Беречь серебро просто необходимо. А также уделять внимание правильному хранению.

Сохранить драгоценные столовые приборы из серебра в их первозданном виде поможет расположение последних в сухом темном месте. Для изделий из мельхиора это правило также актуально.

Защита от прямых солнечных лучей, желательно полная, не позволит благородному металлу темнеть.

Мыть можно, бережно ополаскивая в теплой воде, в которую добавлено специальное моющее средство для серебра (на худой конец – обычное посудное).

Заключительное ополаскивание проводят водой комнатной температуры и насухо вытирают мягкой тканью (важно не поцарапать изделия и не применять никакие абразивы). Можно использовать и посудомоечные машины, если соблюдать аккуратность в раскладывании предметов строго по отдельным секциям (по одному, чтобы избежать оцарапывания).

Не стоит мыть серебро вместе с мельхиором, равно как и прочими металлическими предметами, отличными по сплаву. – Оно может потемнеть и поцарапаться чем-то более твердым.

Как отличить мельхиор от серебра

6 способов, как отличить мельхиор от серебра:

если на изделии вместо пробы стоит аббревиатура МНЦ (сплав меди, никеля и цинка), это – мельхиор;
подержите изделие в воде — с серебром ничего не произойдет, а мельхиор покроется зеленым налетом;
потрите поверхность изделия ляписным карандашом – серебро не изменится, а на мельхиоре появится темное пятно;
можно взвесить два аналогичных изделия – мельхиоровые легче серебряных;
понюхайте исследуемый предмет – мельхиор пахнет медью;
используйте йод — серебро на солнце, в том месте, где использовался йод, потемнеет.

Мельхиор имеет температуру плавления 1170 градусов, выше, чем у серебра (960 градусов). Температура плавления различных сплавов мельхиора может меняться в зависимости от компонентного состава.

Мельхиоровый сплав обладает такой структурой, которая позволяет его механически обрабатывать как в горячем, так и в холодном состоянии. Мельхиор хорошо обрабатывается, сплавляется с другими металлами, режется, куется, чеканится, штампуется, полируется и паяется.

Тонкости выбора мельхиора и нейзильбера

Несмотря на то что мельхиор сейчас не производят, его запросто можно найти в антикварных лавках, комиссионных магазинах и на блошиных рынках. На мельхиоровых изделиях ставилась маркировка МН ― «медь-никель», однако ножи маркировать было не принято. Обычно хорошие столовые приборы из мельхиора покрывали слоем серебра 999-й пробы, поэтому не удивляйтесь, если увидите соответствующий значок на изделии.

Что касается нейзильбера, то на нем стоит маркировка МНЦ ― «медь-никель-цинк»; при этом столовые приборы имеют золотое, серебряное или черненое покрытие. Без такого покрытия использовать посуду нельзя, поскольку она имеет ярко выраженный металлический привкус. Интересно, что нейзильбер с серебряным внешним слоем одобрен Министерством здравоохранения для использования в пищевой промышленности.

Свойства сплава

В состав рецептуры сплава входит цинк, медь и никель. Эти компоненты обеспечивают высокие показатели стойкости к коррозии. А вот для лучшей механической обработки в состав вводят свинец. Этот металл делает сплав более мягким, тягучим, уменьшает хрупкость при низких температурах.

В марочнике сталей и сплавов нейзильбер имеет маркировку МНЦ и МНЦС, соответственно медь- никель-цинк и медь-никель-цинк-свинец. В расшифровке составов после аббревиатуры идет цифровой код – МНЦ 15-20. Цифры показывают процентное содержание в материале никеля и цинка. Промышленность сегодня производит около 50 марок медно-никелевого сплава, из которых в ювелирной и пищевой промышленности чаще всего используются МНЦ 15-20 и МНЦС 16-29-1,8.

Составные сплава имеют важное значение для физических и химических свойств металла. Никель в рецептуре обеспечивает механическую прочность и защиту от коррозии. Медно-никелевый сплав обладает высокой механической прочностью и устойчивостью к окислению. При этом прочность по сравнению с чистой медью возрастает в 10-12 раз. Вместе с тем, именно содержание никеля в составе делает сплав очень дорогим.

Введение в состав цинка обеспечило удешевление продукта. Кроме этого цинк придает еще большую прочность, испытания показывают, что прочность может достигнуть показателя 30 HRC. Правда, при этом приходится применять отжиг. Цинк влияет и на показатель электропроводимости металла, он существенно увеличивает сопротивление. А вот что касается обработки, то появляется возможность подвергать металл ковке, что и применяется в чеканке монет. Правда, есть и минус – цинк снижает температуру плавления.

Свинец во всех сплавах придает пластичность, благодаря этому металл можно вытягивать, гнуть, вить и обрабатывать прессом. Увы, свинец не способствует формированию прочности, особенно при нагревании – сплав при нагревании подвержен ломкости.

Варианты состава сплава

В нейзильбере основной элемент сплава — это медь. Вообще медные сплавы делятся на три большие группы: латуни (медь с цинком), медно-никелевые сплавы (второй элемент очевиден из названия) и бронзы (в которых легирующими элементами выступают остальные металлы, то есть кроме никеля и цинка). Хотя в составе сплава нейзильбер присутствует как никель, так и цинк, его все-таки относят к медно-никелевым сплавам. Этот факт объясняется тем, что основной вклад в свойства материала как легирующий элемент вносит никель, а не цинк.

В процентном содержании количество никеля может колебаться от 5 до 35%, цинка — от 12 до 46%. В ГОСТах встречается несколько конкретных вариантов сплава.

Нейзильбер МНЦ15-20. Буквы в названии обозначают металлы, входящие в состав сплава (медь, никель и цинк), а цифры — усредненное содержание металлов в процентах по массе. В этом варианте сплава содержание никеля варьируется от 13,5% до 16,5%, цинка — от 18% до 22%, примесей в виде других металлов — кремния, сурьмы и проч. — не более 2%, остальное занимает медь. Применение нейзильбера с составом сплава такого типа достаточно широко: из него делают элементы точных измерительных приборов, медицинские инструменты, санитарную технику, техническую посуду, паровую и водяную арматуру, применяют в электротехнике, а также используют для изготовления изделий широкого потребления (например, столовых приборов).
Нейзильбер свинцовый МНЦС16-29-1,8. Как видно из названия, здесь кроме никеля и цинка важную роль в составе сплава играет свинец, содержание которого по массе колеблется от 1,6% до 2%. Никель занимает 15-16,7%, медь — 51-55%, остальное — цинк и не более 1% примесей. Из свинцового нейзильбера изготавливают детали часовых механизмов.

Физико-химические свойства сплава

Канал ДНЕВНИК ПРОГРАММИСТА

Жизнь программиста и интересные обзоры всего. Подпишись, чтобы не пропустить новые видео.

Нейзильбер имеет красивый серебристый цвет. Это отразилось в его названии — в дословном переводе с немецкого языка нейзильбер означает «новое серебро». Несмотря на то, что медь — основной металл сплава — красноватого цвета, никель «перебивает» ее, придавая сплаву белый цвет, иногда — с синим отливом.

Вам будет интересно:Неприкаянный — это какой? Толкование и синонимы

По характеру связей нейзильбер — это твердый раствор, который образует медь с никелем.

Одно из самых важных свойств нейзильбера — это высокая устойчивость к коррозии. Медь и никель как металлы сами устойчивы к коррозии, добавление цинка эту устойчивость повышает с помощью образования защитной оксидной пленки — коррозия составляет около 0,5-30×10-4мм в год. При длительном нахождении в кислой среде проявляется селективная коррозия цинка — он подвергается окислению и уходит из сплава, защищая таким образом остальные компоненты от разрушения, хотя и они тоже постепенно корродируют. Поэтому для человека нежелателен прямой контакт медных сплавов, например, при пользованием столовыми приборами из нейзильбера: среда пищеварительной системы кислая, что может позволить попасть меди из сплава в организм и вызвать отравление тяжелыми металлами.

Физические свойства

Плотность сплава нейзильбера составляет 8700 кг\м3. Плавиться начинает при 1080 ºC. Полностью его твердая структура расплавляется при 1200 ºC. Добавление цинка и никеля существенно снижают электропроводимость сплава. Удельное электрическое сопротивление равно 0,26ом*мм2/м, что в 30 раз больше по сравнению с аналогичным показателем меди.

Нейзильбер не является эффективным проводником тепла. Теплопроводность составляет в среднем 0,06-0,085 кал\см*С в зависимости от температуры окружающей среды. Сплаву не свойственно высокое значение температурного расширения. При повышении температуры на 100 ºC размер увеличивается лишь на 16,6 мкм.

Изделия из мельхиора: польза, вред, способы ухода

Июн 1, 2022 11:01

1 Особенности
2 Применение
3 Польза и вред
4 Уход
5 Советы

Мельхиор – это сплав меди и никеля. Допустимо присутствие марганца, железа, цинка. Изначально материал использовался для производства бюджетной посуды, имитирующей серебро. Начищенные до блеска предметы мог отличить от драгоценного металла только ювелир. Сегодня магазин мельхиоровых изделий Кольчугино реализует дизайнерские товары, которые адаптированы для повседневной эксплуатации и длительного хранения. Благодаря особым свойствам металл сохраняет прочность и привлекательность на протяжении десятилетий.

Особенности

Состав сплава был открыт французами во времена правления Наполеона:

медь – 80%;
никель – 18%.

Температура плавления колебалась в диапазоне 1190-1230° в зависимости от производимой марки. Использование чистого мельхиора для создания кухонного инвентаря прекратилось в прошлом веке. Сегодня выпускается безопасный материал, состоящий из следующих компонентов:

красная медь – до 60%;
цинк – до 30%;
никель – 15-20%.

В качестве напыления используется серебро. Снижение медной составляющей и нанесение специального покрытия обусловлено выделением металлом токсинов при контакте с горячей едой.

Применение

Мельхиор используется во многих сферах деятельности. В зависимости от состава сплава материал наделяется определенным набором свойств, адаптированных для конкретных условий эксплуатации:

Инертность к солевым отложениям. Дает возможность внедрять металл в производство рабочих узлов и агрегатов, функционирующих в морской воде.
Привлекательный вид. Нашел применение в ювелирных мастерских. Если изначально сплав выдавался за серебро, сегодня изделия выделены в отдельную группу.
Физические и химические свойства металла востребованы в радиоэлектронике.
Износостойкость. В совокупности с низкой ценой материал занял нишу бюджетного кухонного инвентаря. Мельхиоровые столовые приборы подходят для повседневного использования и длительного хранения в качестве фамильной реликвии. Чтобы исключить риск выделения медных токсинов, приборы покрываются напылением из драгоценных металлов (серебро, золото). В результате повышается не только безопасность, но и усиливаются эстетические свойства.

Приборы из мельхиора имеют высокие эксплуатационные характеристики, выделяются среди конкурентов низкой ценой и привлекательным видом.

Польза и вред

Первые партии посуды из мельхиора с большим содержанием меди без защитной обработки действительно могли привести к отравлению.

Однако небезопасная производственная технология не существует с прошлого века. Сегодня доказаны полезные свойства сплава:

Усиление действия инсулина. Никель имеет накопительный характер в поджелудочной и паращитовидной железах, снижая в крови уровень глюкозы.
Улучшение работы ферментов. Никель – компонент, который способствует окислению аскорбиновой кислоты.
Антибактериальный эффект. Микродозы меди очищают патогенную среду бактериальной, грибковой, инфекционной среды. Норма для взрослого организма составляет 0,9 мг.
Омолаживающее действие. Если каждый день умываться водой из мельхиоровой посуды, можно предотвратить появление кожных болезней. Чтобы обогатить воду ионами, достаточно налить проточную жидкость в емкость и оставить на пару часов.

Однако наряду с положительным влиянием интенсивное использование столового инвентаря может дать обратный эффект. Избыток металлических соединений вреден для здоровья. Повышается риск ухудшения состояния зубов, ослабление костной системы.

Самочувствие человека становится нестабильным.

Чтобы исключить негативные последствия, необходимо использовать приборы, покрытые слоем серебра. Если изделие не имеет повреждений, интенсивная эксплуатация безопасна.

Уход

Кольчугинский мельхиор сохраняет физические и эстетические свойства при соблюдении простых уходовых правил:

Мыть сразу после использования. Остатки продуктов ускоряют окислительные процессы.
Насухо протирать мягкой салфеткой. Препятствует образованию разводов от высохших капель воды.
Хранить в сухом, проветриваемом месте.
Использовать индивидуальную упаковку из пищевой пленки и фольги для ограничения доступа кислорода.
Размещать вдали от агрессивных моющих средств. Особенно хлорсодержащих препаратов.

Загрязнения легко удаляются пищевой содой. Старые пятна очищаются профильными средствами.

Советы

При выборе мельхиоровых изделий учитывается несколько моментов:

Место покупки. Рекомендовано покупать продукцию на специализированных торговых площадках или в официальных интернет-магазинах. Здесь можно запросить документы, подтверждающие состав сплава и уровень безопасности.
Наличие повреждений. Столовые приборы можно использовать только при целостности защитного покрытия. Если обнаружены сколы, царапины, потертости, отказаться от покупки.
Цель покупки. Ежедневное использование, праздничная сервировка стола, хранение. В большинстве случаев это определяет стиль. Эстетику дизайнерского узора сложнее сохранить в первоначальном виде при многократных чистках.

Грамотно выбранная мельхиоровая посуда станет безусловным украшением праздничного стола.

Медно-никелевые сплавы – Укрнихром

МНМцАЖ3-12-0.3-0.3 (манганин)

Использование в промышленности: для компенсационных проводов

Достоинством манганиновых изделий является очень малая зависимость удельного электрического сопротивления от температуры, а также весьма малая термо-эдс при контакте манганина с медью (0,9—1 мкВ/°С).

МНА13-3 (Куниаль А)

Куниаль А используется для изготовления деталей специального назначения, которые должны обладать одновременно прочностью и высокой коррозионной стойкостью. Куниаль Б применяется для изготовления пружин и других упругих элементов ответственного назначения, а также в криогенной технике благодаря его высокой морозостойкости.

Куниаль используется для изготовления гребных винтов. Он имеет прочность стали, но гораздо лучше противостоит коррозии. Куниаль может находиться в воде десятилетиями, не ржавея при этом. Для придания сплаву предельной точности к 80 % меди необходимо добавить 5 % никеля и 5 % алюминия, а также 10 % других металлов. Переплавка осуществляется при температуре 3200 градусов.

МН25 (Мельхиор)

Мельхиор хорошо поддается обработке давлением в холодном и горячем состоянии. Основным достоинством данного медно-никелевого сплава является его коррозионная стойкость в атмосфере воздуха, морской и пресной воде.

Благодаря своим хорошим антикоррозионным свойствам мельхиор нашел широкое применение в морском судостроении. Из него изготовляют различные детали морских судов. Мельхиор также применяют при изготовлении термогенераторов, посуды, ювелирных изделий, монет.

МН19 (мельхиор)

Структура сплавов типа мельхиора представляет собой твердый раствор, поэтому они хорошо обрабатываются в холодном и горячем состояниях. Мельхиор отличается высокой коррозионной стойкостью в пресной и морской воде, сухих газах, а также в атмосферных условиях. С увеличением содержания никеля коррозионная стойкость, а также прочность увеличиваются.

МНМц3-12 (Манганин)

Достаточно дешевый сплав, отличающийся высоким удельным сопротивлением (r=0.45 мкОмґм), и низкой термо-Э.Д.С в паре с медью. Недостатком сплава является низкая коррозионная стойкость и невысокая предельная рабочая температура (<200°С). Благодаря малому изменению электрического сопротивления в интервале комнатных температур нашел широкое применение в качестве материала для электроизмерительных приборов и образцовых сопротивлений — эталонов магазинов, мостовых схем, шунтов, дополнительных сопротивлений приборов высокого класса точности. Максимальная температура, при которой может работать манганин – 300 °C.

Никель полуфабрикатный НП4

Никель полуфабрикатный применяется для приборостроения и машиностроения

Никель полуфабрикатный НП3

Никель полуфабрикатный применяют для приборостроения и машиностроения.

Никель полуфабрикатный НП2

Сплав НП2 применяется для изготовления сварного химического оборудования в производствах жидкого хлора, хлора, каустической соды и др. Рекомендуемые рабочие параметры: температура стенки от -70 до 500 °С; давление не более 1,6 Н/мм².

Никель полуфабрикатный НП1

Никель полуфабрикатный используется для деталей специального назначения.

Никель полуфабрикатный анодный непассивирующийся НПАН

Никель полуфабрикатный анодный непассивирующийся применяется для изготовления полуфабрикатов (полосы, овальные стержни), применяемых для электролитического покрытия

Никель марганцевый НМц5

Никелевый сплав (никель марганцевый) применяется для изготовления проволоки, используемой для производства свечей автомобильных, авиационных и тракторных двигателей, для радиоламп.

Никель марганцевый НМц2

Никель марганцевый сплав используется для термически низконагруженых частей электронных ламп повышенной прочности, держатели сеток и т.д.

Никель марганцевый НМц2,5

Никелевый сплав, который используется для свечей автомобильных, авиационных и тракторных двигателей.

МНЖМц 10-1-1 (мельхиор)

Медно-никелевые сплавы — сплавы содержащие никель в качестве основного легирующего элемента. При добавлении никеля к меди возрастают ее прочность, снижается температурный коэффициент электросопротивления, сильно повышается стойкость против коррозии.

НМцАК 2-2-1 (Алюмель)

Алюмель – сплав, применяемый в пирометрии в качестве отрицательного термоэлектрода термопары хромель-алюмель, а также в виде компенсационных проводов. Термопарами с алюмеля пользуются для измерений температуры до 1000°С. Свыше 1000°С при длительных выдержках изменение термоЭДС становится весьма заметным. Разработаны и применяются сплавы алюмель, легированные 0,06—0,1 циркония или 0,06% циркония + 0,005—0,03% бора и др. Легирование алюмель существенно увеличивает пластичность (при 600—1100°С) и длительную прочность (при 700—900°С), а также повышает стабильность термоэдс при температурах до 1250—1300°С.

МНМц43-0,5 (Копель)

Копель МНМц43-0,5 отличается высоким удельным электросопротивлением, в паре с медью, хромелем и железом дает большую т.э.д.с. при ничтожно малом, практически равном нулю, температурном коэффициенте. Марганец уменьшает т.э.д.с копеля, т.е делает его более электроположительным. Широко применяется в пирометрии в качестве компенсационного провода, отрицательного электрода термопар и в радио технических приборах где рабочая температура не превышает 600˚С; при этих условиях копель достаточно жаростоек и коррозионностоек. Проволока копель поставляется комплектно с хромелем или железом, образующим вместе стандартную термопару.

МНМц40-1.5 (Константан проволока и лента)

Константан можно отнести к медно-никелевым сплавам с высоким удельным электрическим сопротивлением. Физические свойства данного медно-никелевого сплава определяют области его применения. Основной выпускаемой продукцией является константановая проволока и константановая лента. Марка сплава константан – МНМц 40-1,5.

Хромель ТМ НХ9,5

Хромель отличается большой жаростойкостью. Никель придает сплаву жаростойкость и устойчивость к коррозии особенно в агрессивных средах. (На поверхности образуется стойкая зеленоватая пленка.)

Плотность хромели составляет 8 710 кг/м3, температура плавления – 1400-1500 °C. Горячая обработка производится при температуре 1200-1000°C, а отжиг в условиях температурного режима 800-900°C. Коэффициент линейного расширения хромели 12,8·10-6 °C, а удельного сопротивления – 0,66 мкОм·м.

НХ9 (Хромель К)

Хромели НХ9 отличаются высокими механическими свойствами и жаростойкостью. Хромель НХ9 применяется в качестве компенсационных проводов. При высоких температурах хромель по жаростойкости уступает нихрому.

НМЖМц 28-2,5-1,5 (Монель)

Монель – медно-никелевый сплав, созданный в начале XX века. Его особенность состоит в том, что монель-металл выплавляется из сульфидной медно-никелевой руды без предварительного разделения меди и никеля. Данная технология производства сплава позволяет существенно снизить стоимость монель-металла. Монель – конструкционный коррозионностойкий сплав.

Реферат на тему Медно-никелевые сплавы: состав, свойства, маркировка, применение в производстве металлотоваров

СОДЕРЖАНИЕ
Введение…..………………………………………………………………………….3
1 Химический состав медно-никелевых сплавов………………………………….4
2 Свойства сплавов меди с никелем………………………………………..………8
3 Маркировка сплавов………………………………………………………………16
4 Применение медно-никелевых сплавов…………………………………………17
Заключение………………………………………………………………………….21
Список использованных источников………………………………………………22

ВВЕДЕНИЕ
Ценные свойства цветных металлов обусловили их широкое применение в различных отраслях современного производства.
Медь относится к числу металлов, известных с глубокой древности. В чистом виде медь применяется ограниченно, более широко – ее сплавы. Обладая высокой электропроводностью, теплопроводностью и коррозионной стойкостью, медь в то же время как конструкционный материал не удовлетворяет требованиям машиностроения, поэтому ее легируют, т. е. вводят в сплавы такие металлы, как никель, цинк, марганец и другие, за счет чего улучшаются ее механические и технологические свойства.
Медно-никелевые сплавы являются незаменимыми материалами для приборостроительной, электротехнической и машиностроительной промышленности.
Целью данной работы являлось изучение медно-никелевых сплавов.
Для достижения поставленной цели необходимо решение ряда задач:
рассмотреть особенности химического состава сплавов меди с никелем;
изучить свойства медно-никелевых сплавов и принципов маркировки данных сплавов;
установить область применения медно-никелевых сплавов.
1 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ
Медно-никелевыми называют сплавы на основе меди, в которых легирующим элементом, определяющим основные свойства сплава, является никель.
Медно-никелевые сплавы выделены в особую группу. По направлению использования их делят на конструкционные и электротехнические сплавы.
К конструкционным сплавам относят:
мельхиор,
нейзильбер,
куниали.
К электротехническим сплавам относят:
копель,
константан,
манганин.
В качестве дополнительных легирующих элементов в медно-никелевые сплавы добавляют марганец, алюминий, цинк, железо, кобальт, свинец, а также хром, церий, магний, литий.Конструкционные медно-никелевые сплавы
Мельхиорами называют двойные и более сложные сплавы на основе меди, основным легирующим элементом которых является никель.
Сплав назван в честь его изобретателей – французов Майо (Maillot) и Шорье (Chorier). Наиболее распространены мельхиоры МНЖМц30-1-1 и МН19 (табл. 1).
Широкое применение нашел сплав МНЖМц30-1-1, содержащий 30% Ni, и дополнительно легированный железом и марганцем (табл. 1). Этот сплав отличается высокой коррозионной стойкостью, в том числе против ударной (струевой) коррозии.
Среди медно-никелевых сплавов системы Cu-Ni-Fe-Mn известны также сплавы МНЖ5-1 и МНЖМц10-1-1.
Сплав МНЖ5-1 близок по химическому составу к двойному сплаву МН95-5 (табл. 1): он содержит примерно такое же количество никеля (около 5%) и отличается от него небольшими добавками железа и марганца (около 1%).
Нейзильберы принадлежат к тройной системе Сu–Ni–Zn и содержат 5–35 % Ni и 13–45 % Zn.
Слово нейзильбер происходит от немецкого Neusilber – новое серебро.
Из нейзильберов наиболее широко применяют МНЦ15-20, МНЦС16-29-1,8 (табл. 1).
Сплав с 15% Ni и 20% Zn (МПЦ15-20) является тройным твердым раствором никеля и цинка в меди.
Куниалями называют сплавы тройной системы Сu–Ni–Аl.
В промышленности применяются две разновидности сплавов такого тина: куниаль А (МНА13-3) и куниаль Б (МНАб-1,5).
Электротехнические медно-никелевые сплавы
Копель – сплав Сu (основа) с Ni (43 %) и Мn (≈ 0,5 %), константан – сплав Сu (основа) с Ni (≈ 40 %) и Мn (≈ 1,5 %), а также манганин – сплав Сu (основа) с Мn (11–13,5 %) и Ni (2,5–3,5 %) относятся к сплавам с высоким удельным электрическим сопротивлением, мало зависящим от температуры.
В таблице 1 представлен химический состав копели марки МНМц43-0,5, константана марки МНМц40-1,5, манганина марок МНМц3-12 и МНМцАЖ3-12-0,3-0,3 и других медно-никелевых сплавов.
Таблица 1 – Химический состав медно-никелевых сплавов
Продолжение таблицы 1
2 СВОЙСТВА СПЛАВОВ МЕДИ С НИКЕЛЕМ
Сплавы меди с никелем нашли широкое применение в технике. Легирование меди никелем значительно повышает ее механические свойства, коррозионную стойкость, электросопротивление и термоэлектрические характеристики. Медно-никелевые сплавы хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии.
Медь образует с никелем непрерывные твердые растворы (рисунок 1). Никель существенно упрочняет медь.
Рисунок 1 – Диаграмма состояния системы Сu–NiМельхиоры
Мельхиоры, являясь твердыми растворами, имеют однофазную структуру (рис. 1) и поэтому хорошо обрабатываются давлением в горячем и холодном состоянии.
На рисунке 2 представлена зависимость механических свойств мельхиора МН19 от степени деформации.
Рисунок 2 – Изменение механических свойств сплавов МН19
с увеличением степени деформации
Никель значительно повышает прочность меди.
Дополнительное легирование железом и марганцем сплавов меди с никелем обеспечивает высокую коррозионную стойкость мельхиоров в различных средах – в пресной и морской воде и паре, органических кислотах, растворах солей, в атмосферных условиях. Так, медно-никелевый сплав с 30% Ni более стоек к коррозионному растрескиванию под напряжением, чем сплавы с 10 или 20 % Ni или латуни.
Небольшие добавки железа и марганца в мельхиор существенно повышают его стойкость даже в быстродвижущемся потоке морской воды.
Мельхиоры обладают высоким электрическим сопротивлением, малой теплопроводностью.
Механические свойства полос и лент холоднокатаных некоторых марок мельхиора представлены в таблице 2.
Таблица 2 – Полосы и ленты холоднокатаные из конструкционных медно-никелевых сплавов. Механические свойства
Продукция, ГОСТ Марка Состояние поставки Толщина, ммσb,Мпаδ10, %
В пределах или не менее
Полосы из медно-никелевых сплавов, ГОСТ 5063-73 мельхиор МН19 мягкое 0,5…10,0 290 30
твердое 390 3
нейзильбер МНЦ15-20 мягкое 340 35
твердое 540 1
особотвердое640 1
монель НМЖМц28-2,5-1,5 мягкое 440 25
полутвердое 570 6,5
Ленты мельхиоровые для капсюлей, ГОСТ 1018-77 мельхиор МН19 мягкое 0,28…0,50 290…370 32
мельхиор МН19 мягкое менее 0,5 290 22
0,5 и более 25
твердое менее 0,5 390 —
0,5 и более 2,5
Ленты из мельхиора, нейзильбера и монеля, ГОСТ 5187-2003 нейзильбер МНЦ15-20 мягкое менее 0,5 340 27
0,5 и более 30
полутвердое менее 0,5 440…540 2
0,5 и более 4
твердое менее 0,5 540…690 —
0,5 и более 2
особотвердоеменее 0,5 более 690 —
0,5 и более —
монель НМЖМц28-2,5-1,5 мягкое менее 0,5 440 22
0,5 и более 25
полутвердое менее 0,5 570 4
0,5 и более 6,5
Нейзильберы
Нейзильберы – это сплавы тройной системы Cu-Ni-Zn, которые по свойствам занимают промежуточное место между медно-никелевыми сплавами и латунями.
Механические свойства продукции из нейзильбера – представлены в таблицах 2 и 3.
Таблица 3 – Прутки и проволока из конструкционных медно-никелевых сплавов. Механические свойства
Продукция,
ГОСТ Марка Способ
изготовления Состояние
поставки Диаметр,
мм σb, МПа / δ10, %
В пределах или не менее
Прутки из сплава монель, ГОСТ 1525-91 монель НМЖМц28-2,5-1,5 тянутые мягкое 5,0…70,0 440 / 25
твердое 590 / 10
горячекат. 490 / 18
Проволока нейзильберовая, ГОСТ 5220—78 нейзильбер МНЦ15-20 холодно-
деф. мягкое 0,10…0,20 0,25…0,50
0,60…1,00 1,10…5,00 343 / 15
343 / 20
343 / 25
343 / 30
полутв. 0,60…1,00 1,10…5,00 441 / 3
441 / 5
твердое 0,10…0,50
0,60…1,00 1.10…2,00 2,20…5,00 686… / –
1078
539 / –
Примечание: твердость продукции не регламентируется.
Цинк упрочняет медно-никелевые сплавы и снижает их стоимость; с увеличением содержания никеля повышается коррозионная стойкость сплавов.
В системе Сu–Ni–Zn наблюдается обширная область твердых растворов. Сплавы указанных составов (кроме высоко цинковых) лежат в области α-твердого раствора и имеют однофазную структуру. Нейзильберы представляют собой твердые растворы на основе меди.
Легирование цинком приводит к повышению механических свойств медно-никелевых сплавов, приданию им красивого серебристого цвета и их удешевлению.Нейзильберы, по сравнению с мельхиорами, характеризуются более высокой прочностью из-за дополнительного легирования цинком.
Сплавы легко поддаются горячей и холодной обработке давлением.
Нейзильберы отличаются высокой коррозионной стойкостью, не окисляются на воздухе, сравнительно устойчивы в растворах солей и органических кислотах.
Детали из сплавов хорошо соединяются пайкой и сваркой.
Некоторые сплавы этого типа для улучшения обрабатываемости резанием легируют свинцом в количестве до 2 %. Из-за присутствия свинца эти сплавы нельзя подвергать горячей прокатке, поэтому для получения листовых полуфабрикатов слитки обрабатывают в холодном состоянии. Свинцовый нейзильбер МНЦС16-29-1,8 по структуре относится к α-сплавам с включениями свинца. Сплав обрабатывается давлением лишь в холодном состоянии, так как свинец вызывает горячеломкость. Сплав отличается хорошей обрабатываемостью резанием, обладает высокой коррозионной стойкостью, красивым серебристым цветом, хорошими механическими свойствами.
КуниалиНикель и алюминий при высоких температурах растворяются в меди в больших количествах, но с понижением температуры растворимость резко уменьшается. По этой причине сплавы системы Сu–Ni–А1 эффективно упрочняются закалкой и старением. Сплавы под закалку нагревают до 900–1000 оС, а затем подвергают старению при 500–600 оС. Упрочнение при старении обеспечивают дисперсные выделения фаз Ni3Аl и NiАl.
Свойства и температуры обработки сплавов МНА13-3 (куниаль А) и МНАб-1,5 (куниаль Б) представлены в таблицах 4 и 5.
Таблица 4 – Физические, механические и технологические свойства сплавов
МНА13-3 (куниаль А) и МНАб-1,5 (куниаль Б)
Свойства и температуры обработки МНА13-3
(куниаль А) МНАб-1,5
(куниаль Б)
Физические свойства
Температура плавления, °С1183 1140
γ, кг/м5 8500 8700
с, Дж/(кг К) 377 373
Механические и технологические свойства
σb, МПа:
мягкое состояние 370. ..460 340…440
твердое состояние 880…930 640…735
после закалки и старения — 540
σ0,2, МПа:
мягкое состояние — 80
δ,%:
мягкое состояние 10…15 28…40
твердое состояние 2…5 4…7
после закалки и старения — 3
НВ:
мягкое состояние 65 62
твердое состояние 255 205
после закалки и старения 260 210
KCU, МДж/м2:
твердое состояние 0,5 1,2
Обрабатываемость резанием, % от ЛС63-3 20 20
Таблица 5 – Температуры обработки сплавов МНА13-3 (куниаль А) и
МНАб-1,5 (куниаль Б)
Температуры обработки
Температура литья, °С1250… 1300 1200… 1250
Температура горячей обработки кипением, °С900… 1000 850…900
Температура отжига, °С650…780 650…750
Температура закалки, °С900 900
Температура старения, °С500 500
Система Cu-Ni-Al является перспективной для создания высокопрочных термически упрочняемых сплавов, служебные характеристики которых не уступают, а в ряде случаев превосходят бериллиевую бронзу.
Значительный эффект упрочнения можно достичь нагартовкой сплавов после закалки перед старением (НТМО). Так, например, предел прочности сплавов, предварительно прокатанных в горячем и холодном состояниях, после закалки от температуры 900°С равен 250—300 МПа. Дальнейшая холодная деформация закаленных образцов (обжатие 25%) с последующим старением при температуре 550°С приводят к увеличению прочности до 800—900 МПа при удлинении до 5 – 10%.
Куниали отличаются высокими механическими и упругими свойствами, коррозионной стойкостью, удовлетворительно обрабатываются давлением в горячем состоянии. Значительного повышения механических свойств сплавов никеля с медью достигают посредством их легирования присадками алюминия.
Куниали не склонны к хладноломкости. При понижении температуры растет не только прочность, но и пластичность этих сплавов. Так, при комнатной температуре у куниаля Б в состаренном состоянии временное сопротивление разрыву составляет 638 МПа и поперечное сужение 50 %, а при температуре –180 оС эти характеристики равны 700 МПа и 67 % соответственно.
Электротехнические сплавы (копель, константан, манганин) обладают высоким удельным электрическим сопротивлением, незначительно зависящим от температуры.
Рабочая температура копеля около 600 оС, константана – 500 оС, а манганина – от 15 до 35 оС.
Манганин (МНМцЗ-12) отличается от многих известных сплавов сочетанием низкого термического коэффициента электросопротивления и очень малой термоЭДС в паре с медью (1 мкВ на 1°С), что обусловливает его применение в электротехнических измерительных приборах и резисторах.
Манганин, будучи пластичен, легко поддается обработке давлением как в горячем, так и в холодном состояниях. Сплавы МН0,6 (ТП) и МН16 (ТБ) отличаются малой термоэлектродвижущей силой (ТЭДС). Так, например, при контакте с платиной при температуре свободного конца 0°С и рабочего конца 100°С ТЭДС равна соответственно +0,12 мВ для МН0,6 (ТП) и -2,21 мВ для МН16 (ТБ). По своей структуре сплавы относятся к типу твердых растворов (см. рис. 9.8) и отличаются хорошей технологичностью при обработке давлением.
3 МАРКИРОВКА СПЛАВОВ
В российских (ГОСТ Р) и межгосударственных стандартах (ГОСТ) обозначения меди и медных сплавов имеют следующее строение.
Обозначения деформируемых медных сплавов составляют следующим образом: на первом месте помещают прописные буквы, указывающие тип сплава: МН – медно-никелевые сплавы.
Для медно-никелевых сплавов за буквой, указывающей тип сплава, следует ряд прописных букв русского алфавита, обозначающих легирующие элементы, входящие в сплав, затем следуют цифры через тире.
В медно-никелевых сплавах первая цифра характеризует среднее суммарное содержание никеля и кобальта в процентах, а последующие – содержание каждого из легирующих элементов в той же последовательности, как и в буквенной части обозначения.
Главный легирующий элемент сплава указывается первым, независимо от его содержания. Порядок букв и цифр устанавливается по содержанию соответствующего элемента: сначала идет тот элемент, которого больше, а далее — по нисходящей.
При обозначении сплава указывают только важные легирующие элементы, второстепенные составляющие не перечисляют. Если даны верхний и нижний пределы основного и легирующего элемента, в обозначении используют среднее округленное значение. Применяют следующие обозначения легирующих элементов: алюминий – А, марганец – Мц, титан – Т, железо – Ж, никель – Н, цинк – Ц, свинец – С.
Примеры расшифровки обозначений медно-никелевых сплавов:
МНМц3-12 – суммарное содержание никеля и кобальта 3 %, 12 % марганца, остальное – медь.
МН95-5 – 95 % меди, суммарное содержание никеля и кобальта 5 %.
МН16 – суммарное содержание никеля и кобальта 16 %, остальное – медь.
4 ПРИМЕНЕНИЕ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ
Копель – сплав, который имеет большую термоэлектродвижущую силу, выпускается в виде проволоки и применяется для компенсационных проводов, а также для изготовления термопар.
Константан – термостабильный сплав с высоким удельным электросопротивлением, выпускается в виде проволоки, полос и лент. Используется для изготовления приборов высокого класса точности, реостатов и электронагревательных элементов, компенсационных проводов и термопар.
Мельхиор – конструкционный медно-никелевый сплав, применяется для изготовления монет, недорогих ювелирных украшений и посуды. Из него делают трубные доски кондиционеров, конденсаторные трубы. Сплав также используется в приборостроении.
Из сплава МНЖМц30-1 -1 изготавливают конденсаторные трубы (см. таблица 6), работающие при повышенных давлениях и температурах, где латунные и медные трубы неприменимы.
Сплав МНЖ5-1 применяют в виде холоднокатаных листов, прутков и труб для трубопроводов, деталей электротехники и приборостроения. Сплав МНЖ5-1 применяют также и в судостроительной промышленности в системах, контактирующих с морской водой.
Нейзильбер применяется для изготовления столовых приборов, которые серебрятся после отливки. В промышленности нейзильбер применяется для производства паровой и водяной арматуры, медицинских инструментов и деталей точных приборов. Из него производят ордены и медали, ювелирные изделия, гитарные лады. Нейзильбер также используется для изготовления финифти и филиграни. Нейзильбер (МНЦС16-29-1,8), содержащий свинец, используется для станочного изготовления мелких деталей часовых механизмов и др. Сплав выпускается в виде ленты, труб, полос, проволоки и прутков. Нейзильбер МНЦ15-20 применяют для изготовления пружин, так как этот сплав значительно упрочняется при холодной пластической деформации. При этом существенно повышается не только твердость (HV), σb и σ0,02, но и характеристики, необходимые для пружин: предел упругости (σ0,005), релаксационном стойкость, усталостная прочность.
Куниаль — дисперсионно-твердеющий сплав меди, никеля и алюминия. Куниаль А (МНА13-3) выпускается в виде прутков, применяется в машиностроении для изделий повышенной прочности. Из куниаля Б изготавливают полосы, которые используются в электротехнике для пружин и других изделий.
Манганин (МНМц3-12) — термостабильный сплав, выпускается в виде листов и проволоки, находит применение в измерительной технике: из манганина делают шунты, катушки, добавочные сопротивления, магазины сопротивлений и др.
Монель (НМЖМц28-2,5-1,5) выпускается в виде лент, полос, листов и проволоки. Применяется в различных сферах промышленности: медицинской, химической, нефтяной, судо- и авиастроительной. Из него делают дрели, музыкальные инструменты, оправы для очков, различные антикоррозионные детали.
Сплавы МН0,6 (ТП) и МН16 (ТБ). Из этих сплавов соответственно изготавливают проволоку для компенсационных проводов к платина-платинородиевым термопарам (ТП) и термопарам платина-золото, палладий—платинородий (ТБ).
В таблице 4 представлены виды изделий и примерное назначение медно-никелевых сплавов.
Таблица 6 – Виды изделий и примерное назначение медно-никелевых сплавов
Наименование
сплава Марка Вид изделия Примерное назначение
КопельМНМц43-0,5 Проволока Для термопар и компенсационных проводов
Константан МНМц40-1,5 Проволока, полосы, ленты Для электротехнических целей и компенсационных проводов
Манганин МНМц3-12 Листы, проволока Для электротехнических целей, измерительных приборов
Манганин МНМцАЖ3-12-0,3-0,3 Проволока Для компенсационных проводов
Сплав ТП МН0,6 Проволока Для компенсационных проводов
Сплав МН95-5 Листы, трубы, прутки Изделия в машиностроительной промышленности
Мельхиор
(сплав ТБ) МН16 Проволока Для компенсационных проводов
Мельхиор МН19 Листы, полосы, трубы, прутки Плакировочный материал для медицинских инструментов, точная механика
Мельхиор МН25 Листы, полосы, трубы, прутки Монеты. декоративные изделия
Мельхиор МНЖМц30-1-1 Полосы, ленты, трубы, Конденсаторные трубы, маслоохладители, трубные доски кондиционеров в приборостроении
Мельхиор МНЖМц10-1-1 Трубы Конденсаторные трубы, маслоохладители, трубные доски кондиционеров в приборостроении
Продолжение таблицы 6
Наименование
сплава Марка Вид изделия Примерное назначение
Сплав МНЖ5-1 Листы, трубы, прутки Трубопроводы, детали для электротехники и приборостроения
Сплав МНЖКТ5-1-0,2-0,2 Проволока Для сварки, наплавки и пайки
Куниаль БМНА6-1,5 Полосы Для пружин и других изделий в электротехнической промышленности
МонельМНМц3-12 Листы, полосы, ленты, проволока Для антикоррозионных деталей
Нейзильбер МНЦ12-24 Листы, полосы, ленты, прутки, профили, трубы, проволока Корпуса для часов, горячепрессованные детали
Нейзильбер МНЦ15-20 Полосы, ленты, прутки, трубы, проволока Пружины реле, детали для электротехники, детали, получаемые глубокой вытяжкой; столовые приборы, художественные изделия
Нейзильбер МНЦ18-20 Листы, полосы, ленты, прутки, профили, трубы, проволока Пружины реле, детали, получаемые глубокой вытяжкой; столовые приборы, художественные изделия
Нейзильбер МНЦ18-27 Листы, полосы, ленты, прутки, профили, трубы, проволока Корпуса для часов, горячепрессованные детали
Свинцовистый нейзильбер МНЦС16-29-1,8 Полосы Изделия часовой промышленности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе изучены химический состав, особые свойства и принцип маркировки медно-никелевых сплавов, а также их области применения.
По назначению двухкомпонентные сплавы меди с никелем и многокомпонентные медно-никелевые сплавы, дополнительно легированные другими элементами (марганцем, цинком, алюминием, свинцом и т.д.) делятся на две группы – конструкционные и электротехнические.
Конструкционные сплавы мельхиор, нейзильбер, куниали применяются для изготовления различных деталей в машиностроении, электротехнические сплавы копель, константан, манганин – для электротехнических целей, измерительных приборов.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. ГОСТ 492-2006 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые, обрабатываемые давлением. Марки.
2. ГОСТ 5063-73 Полосы из медно-никелевых сплавов. Технические условия.
3. ГОСТ 1018-77 Ленты алюминиевые, медные, латунные и мельхиоровые для капсюлей. Технические условия.
4. ГОСТ 5187-2003 Ленты из мельхиора, нейзильбера и монеля. Технические условия.
5. ГОСТ 1525-91 Прутки из сплава монель. Технические условия.
6. ГОСТ 5220-78 Проволока нейзильберовая. Технические условия.
7. Арзамасов Б. Н. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений / Б.Н. Арзамасов, И.И. Сидорин, Г.Ф. Косолапов и др.;. // 2-е изд. – М.: Машиностроение, 2006. – 384 с.
8. Богородицкий Н. П., Пасынков В. В., Тареев Б. М. Электротехнические материалы. – Л.: Энергоатомиздат, 2005. – 304 с.
9. Карева Н.Т. Цветные металлы и сплавы. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2008. – 424 с.
10. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. – М.: МИСиС, 2005. – 432 с.
11. Меркулова, Г. А. Металловедение и термическая обработка цветных сплавов: учеб. пособие / Г. А. Меркулова. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2008 – 312 с.
12. Металловедение: Учебник / А. М. Бялик, С. Черненко, В. М. Писаренко, Ю. Н. Москаленко.-2-е изд., Перераб. и доп. – К.: Политехника, 2006. – 384 с.
13. Овчинников В.В. Металловедение. – М.: Инфра. – 2011. – 274 с.
14. Осинцев О. Е. Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки. – М.: Машиностроение, 2004 – 336 с.

свойства, ГОСТ. Производство медно-никелевых сплавов. Чистка монет из медно-никелевого сплава

Медь относится к группе цветных металлов. В чистом виде она обладает высокой тепло- и электропроводностью, именно поэтому используется в основном в электротехническом производстве. Медь – очень пластичный материал, который хорошо поддается обработке давлением в холодном и в горячем состоянии.

Для повышения механических, конструкторских и эксплуатационных свойств меди используют его соединения с другими металлами. В результате процесса сплавления изменяется строение кристаллических решеток, возникают дополнительные связи между ионами и атомами. Именно это повышает прочность сплава по сравнению с чистым металлом.

Для чего медь сплавляют с никелем

При сплавлении никель выступает главным легирующим элементом. Он обладает коррозионной стойкостью, поэтому, в основном, используется для упрочнения. При сплавлении его с медью образуются непрерывные твердые растворы. Медно-никелевый сплав приобретает ряд новых свойств:

повышается жаропрочность материала;
существенно снижается температурный коэффициент электросопротивления;
появляется высокая устойчивость к коррозии, особенно в морской воде.

Классификация

Свойства медно-никелевого сплава зависят от процентного содержания в нем никеля и других веществ. В настоящее время создано много новых специальных материалов с уникальными характеристиками.В зависимости от области применения их делят на конструкционные и электротехнические.

Конструкционные – обладают высокими антикоррозионными и прочностными характеристиками. Изделия из них отличаются устойчивостью к агрессивным средам. Это мельхиор, нейзильбер и куниаль. Отдельное место в этом списке занимает монель, состав которого и пропорциональное соотношение элементов несколько иные.
Электротехнические – отличаются повышенным электрическим сопротивлением и термоэлектрическими свойствами, используют их в энергетике и электротехнике. Это константан, манганин и копель.

Знание химического состава и физических характеристик позволяет определить медно-никелевый сплав в одну из групп.

Мельхиор

Содержит примерно 80% меди, около 20% никеля, а также немного марганца и железа. Подобный сплав был известен людям еще в III веке до н. э. под названием «белая медь» благодаря светло-серебристому цвету, напоминающему серебро. Это обладающий высокими антикоррозионными свойствами, а также большим запасом прочности и износостойкости медно-никелевый сплав. Температура плавления – примерно 1170 °С. Хорошая пластичность позволяет обрабатывать изделия из него давлением. Используется в производстве конденсаторов, из него изготавливают медицинские инструменты, недорогие ювелирные украшения, столовые приборы, монеты.

Нейзильбер

Этот медно-никелевый сплав с добавлением цинка, имеющий серебристый с зеленоватым оттенком цвет. В зависимости от марки может содержать до 35 % никеля и до 45 % цинка, остальное – медь. Такое солидное содержание цинка существенно удешевляет его производство. Нейзильбер обладает примерно такими же механическими свойствами, что и мельхиор. Он устойчив к коррозии, прочен, достаточно пластичен для обработки в горячем и холодном состоянии методом давления.

Иногда дополнительно легируется свинцом для более качественной механической обработки. В основном из него изготовляют детали приборов, часов, медицинских инструментов. Интересно, что благодаря дешевизне сейчас именно из него чаще, чем из мельхиора, производят ювелирные изделия, медали и ордена. Нейзильбер также используют при изготовлении финифти.

Куниаль

Состоит из медной основы, никеля – до 20 %, небольших добавок алюминия. Сплавляется при температуре 1183°С с последующей закалкой и старением, чем достигаются очень высокие показатели прочности и устойчивости к низким температурам. Подразделяется на марки А (МНА13-3) и Б(МНА 6-1,5).
Марка А обладает двумя важными характеристиками – высокой прочностью и уникальной устойчивостью к коррозии в агрессивных средах. К примеру, в морской воде он может эксплуатироваться десятилетиями. Поэтому сплав используется для изготовления деталей специального назначения (гребные винты).

Марка Б обладает пружинящими свойствами, поэтому широко используется для изготовления упругих элементов ответственного назначения. Также он очень устойчив к изломам на морозе. Из него производят конструкционные детали, работающие в условиях низких температур.

Монель

В нем содержится примерно две трети никеля и одна треть меди. Температура плавления – 1350 °С. Главное свойство этого медно-никелевого сплава – устойчивость к коррозии. Он имеет высокие показатели механических свойств – прочности и пластической деформации. Монель марки НМЖМц содержит примерно 28% меди, 3% железа, около 3% магния, небольшое количество кобальта и никель.

Такие же характеристики имеет монель-400. Он является брендом Special Metals Corporation и был запатентован в 1906 году. Поэтому другие компании-производители не могут использовать это название. Так появился еще один сплав – Nicorros. Однако эти материалы идентичны по все химическим и техническим характеристикам.Так как сплав содержит более половины никеля в процентном соотношении, его стоимость достаточно высока. Однако существует технология производства медно-никелевого сплава с использованием сырья из природных сульфидных руд с содержанием обоих элементов, без предварительного разделения на отдельные составляющие. Это позволяет значительно удешевить конечный продукт.

Монель используют для производства изделий, эксплуаьтруемых в агрессивных средах, условиях повышенной механической нагрузки. Это судостроение, химическая и нефтяная промышленность, изготовление медицинских инструментов, ответственных деталей машин и аппаратов.

Константан

Имеет белый цвет с характерным желтоватым оттеком. В состав входят: медь -59 %; никель – 39-41 %; марганец – 1-2 %. Температура плавления 1260 °С. Этот медно-никелевый сплав получил свое название благодаря основному свойству – термостабильности. Он имеет очень хорошие показатели электрического сопротивления при низком значении температурного коэффициента расширения. Сплав идет для изготовления проволоки для термопар, в производстве измерительных приборов, а также электронагревательных элементах, работающих при температурах до 400-500 градусов.

Проволока, изготовленная из константана, подвергается специальной термической обработке, в результате которой металл на поверхности образует тонкую окисную пленку. Благодаря этому изделие не нуждается в дополнительной лакировке или защитном покрытии. Константан очень пластичен. Это свойство позволяет применять его при сварке медно-никелевых сплавов.

Недостатком константана является его достаточно высокая ЭДС – около 43 мкВ. Это исключает использование проволоки и ленты из него в высокоточных измерительных приборах.

Манганин

Содержит примерно 5% никеля, 12% марганца и основу из меди. Температура плавления – 960 °С. Интересно, что манганин был изобретен американцем Эдвардом Венстоном примерно в 1888 году на основе им же изобретенного константана как специальный материал для обмоток электроизмерительных приборов. Он действительно имеет высокое удельное электрическое сопротивление, а также крайне малую ЭДС в паре с медью (не более 1 мкВ), что выгодно отличает его от константана.

Для того, чтобы снизить температурный коэффициент сопротивления, мангановую проволоку отжигают при температурах около 600 градусов в условиях вакуума, затем медленно охлаждают. Эта технология позволяет увеличить температуру, при которой материал сохраняет свои электрические свойства, до 200°С. Уже намотанную в катушки проволоку дополнительно нагревают неоднократно до 150 °С. Так достигается эффект искусственного старения, после которого изменения в кристаллической структуре металла сводятся к минимуму.

Основная область применение манганина как материала со стабильными показателями электросопротивления – изготовление разнообразных приборов высокой точности для измерения показателей электрического тока (силы тока, напряжения, мощности).

Копель

Еще один специальный сплав. Содержит медь, 43% никеля, немного железа и марганца. Температура плавления 1290 °С. Благодаря оптимальному соотношению стабильно низкого удельного сопротивления и высокой ТЭДС в паре с различными металлами сплав применяется для изготовления проволоки для термопар и электродов. Показатель ТЭДС материала возрастает пропорционально рабочей температуре:

при 100 градусах по Цельсию – 6,95В;
при 600 – до 49В.

Копель очень термостоек – без нарушения основных свойств выдерживает нагревание до 600 градусов и устойчив к коррозии.
Копель применяется в термопарах датчиков приборов для бесконтактного измерения температуры. В них используются термопары с максимальной ТЭДС – с хромом, медью или железом Эти элементы являются положительными электродами, а копель –отрицательным. Термопара копель-хромель используется в основном в пирометрии для постоянного контроля температурного режима в диапазоне от 200 до 600 градусов в промышленных и лабораторных установках.

Процесс плавки

При производстве медно-никелевых сплавов придерживаются сравнительно похожих технологий. Мельхиор, нейзильбер, куниаль, константан, манганин сначала плавят в индукционных печах под слоем прокаленного древесного угля. Добавление к шихте отходов допускается до 80%.

Процесс плавки начинается с меди и никеля. По мере их расплавления добавляются отходы крупным куском, потом мелкие. В последнюю очередь загружается цинк. После окончательного расплавления шихты производят раскисление марганцем и кремнием (нейзильбер), либо кремнием и марганцем (константан и мельхиор). После этого с поверхности расплава убирают весь шлак и добавляют еще древесного угля. Нагревают раскаленную массу до температуры около 1300 °С, при необходимости добавляют хлористый марганец для рафинирования.

Немного отличается технология приготовления куниалей, так как они содержат алюминий. Перед введением алюминия в расплав обязательно добавляют 0,1% марганца для раскисления. А после растворения алюминия поверхность расплава посыпают флюсом. Если этого не сделать, образуются пленки, от которых расплав становится негодным для заливки.

Химические, физические и конструкционные свойства определяют область назначения различных медно-никелевых сплавов. ГОСТ 492–73, ГОСТ 5063–73, ГОСТ 5187–70, ГОСТ 5220–78, ГОСТ 17217–79, ГОСТ 10155–75 являются основными стандартами при их производстве.

Чеканка монет

Примерно с конца позапрошлого века повсеместно начали чеканить монеты из медно-никелевого сплава. Состав его сильно различался на разных монетных дворах. Но в основном он содержал до 30% никеля, незначительную железную примесь и медь как основу. Так как металл для обычных монет должен быть в первую очередь пластичным, ковким, износостойким и недорогим, практическим путем был определен состав монетного сплава. Впоследствии особенной популярностью для изготовления монет пользовался мельхиор.

Современные российские монеты выполнены из различных сплавов. В частности, полностью из мельхиора состоят монеты, выпущенные до 2009 года. Стальные монеты номиналом одна и пять копеек и медные пятирублевые покрыты тонким слоем мельхиора. Такой материал получил название «биметалл». Так все больше снижается себестоимость изготовления металлических денег.

Сплавы меди с никелем мало подвержены окислению на воздухе. Поэтому его признаки можно встретить лишь на старых монетах, либо тех, что долгое время находились в агрессивной среде. Знатоки-кладоискатели и нумизматы применяют для очистки ценных экземпляров монет различные средства – от народных рецептов до передовых технологий.
Очистка с мыльным раствором хорошо удаляет лишь зеленоватые медные окислы. Применяют также оливковое масло, уксусную кислоту, пасту “Гойя”. Нужно иметь в виду, что эти средства могут не только снять налет, но и вступить в реакцию с самим сплавом, нанеся вред монете. Наиболее эффективной, щадящей и быстрой является чистка монет из медно-никелевого сплава с помощью электролиза.

Свойства медно-никелевых сплавов

Медно-никелевые сплавы обладают установленными свойствами, демонстрирующими высокую устойчивость к коррозии в морской воде и биологическому обрастанию. Это включает в себя устойчивость к хлоридам с точки зрения точечной, щелевой коррозии и коррозионного растрескивания под напряжением даже в более жарком климате. Хорошая теплопроводность и пластичность вплоть до криогенных температур также являются важными характеристиками в области их применения. Сплавы с более высоким содержанием никеля и сплавы со специальными легирующими добавками обеспечивают более высокие скорости потока и прочность.

Важные свойства медно-никелевых сплавов приведены по ссылкам ниже:

Коррозионная стойкость: Введение; Поверхностная пленка; Общая/локальная/точечная и щелевая коррозия; Коррозионное растрескивание под напряжением; эффекты скорости; Песчаная эрозия; гальванические свойства; аммиак; сульфиды; Лечение морской водой; Коррозия в конденсаторах и системах теплообмена; Полезные ссылки.
Биообрастание: Введение; Факторы; Разработка; Сопротивление; Рассуждение; микрообрастание; НКТ, облицовка и морские конструкции; Удаление; Воздействие на коррозию; Влияние на работу завода; Полезные ссылки.
Механические: Типичные механические свойства; Минимальные механические свойства; Полезные ссылки.
Физический: Введение; Таблица физических свойств; Полезные ссылки.
Криогенный: Данные даны для 90-10 и 70-30 Cu-Ni; Полезные ссылки.
Противомикробные препараты: польза для общественного здравоохранения; Ссылки на приложения; Antimicrobialcopper.com и другие полезные ссылки.
Окружающая среда: выщелачивание; Коснитесь контакта; Полезные ссылки.

Из-за своих уникальных полезных свойств медно-никелевые сплавы предназначены для применения в морской технике, например, в судостроении и ремонте, опреснительных установках, морских нефтегазовых сооружениях и производстве электроэнергии. В этих секторах медно-никелевые сплавы используются и разрабатываются для компонентов систем забортной воды, включая конденсаторы и теплообменники, а также для обшивки зон разбрызгивания, а также для более новых применений корпусов лодок. В неморской среде медно-никелевые сплавы подходят для чеканки монет, криогенных применений и антимикробных продуктов для сенсорных поверхностей в морской и неморской среде.

Технические характеристики сплавов 90/10 и 70/30, Публикация TN 31, , сентябрь 1982 г., , CDA UK, .
90-10 Медно-никелевый сплав для устойчивости к коррозии и морскому биообрастанию, Публикация № 118, 1997 , CDA UK, .
Медные сплавы для морской среды, Кэрол Пауэлл и Питер Вебстер, публикация 206, вторая редакция, 2013 , CDA UK, .
Медно-никелевые сплавы: свойства, обработка, применение, Буклет , Немецкий институт меди (DKI), английский перевод .
Медно-никелевые сплавы, свойства и применение, TN 30, , сентябрь 1982 г., , Совместное издание Ассоциации развития меди (Великобритания) и Института развития никеля, Совместное издание Ассоциации развития меди (Великобритания) и Института развития никеля .
org/”> Высокопрочный медно-никелевый сплав, Tuck, CDS, 2008 , Великобритания, Langley Alloys, .
Низкотемпературные свойства меди и медных сплавов, Лист данных по применению 104/5, CDA, .
Механические свойства меди и медных сплавов при низких температурах, Лист данных по применению 144/8 R, CDA, .

Медно-никелевый сплав: Полное руководство

ГЛАВА 1 Что такое медно-никелевый сплав?

ГЛАВА 2 Зачем использовать медно-никелевый сплав?

ГЛАВА 3 Типы сплавов с медной никелевой газом

ГЛАВА 4 Спецификации труб Медного никеля

ГЛАВА 5 МЕППЕР-НИК-НИК-КОРИТИ0057 ГЛАВА 7 Применение медно-никелевых сплавов

Вам может быть интересно, что такое сплав.

Не волнуйтесь, я начну с этого.

Это металлы, полученные путем объединения двух или более металлических элементов/соединений для улучшения химических и механических свойств.

Например, металл X может иметь элементы a, b, c и d . В процессе изготовления можно смешивать эти элементы в разных пропорциях.

Теперь вернемся к нашему основному предмету обсуждения.

Кстати, вот хороший пример металлического сплава.

Рисунок 1: Трубы из медно-никелевого сплава

Медно-никелевый сплав , таким образом, относится к смеси, состоящей из меди и других элементов, таких как никель, и различных упрочняющих компонентов, таких как марганец и железо.

Таким образом, это означает, что медно-никелевая труба (подобная той, что вы видите выше) представляет собой любую трубу, изготовленную из комбинации меди и различных упрочняющих материалов.

Теперь ты понял, да?

Хорошо, но я все же уверен, что вы хотели бы узнать больше о медно-никелевом сплаве.

Итак, позвольте мне рассказать вам немного о его истории.

История с точки зрения Китая

Первоначально китайцы знали его как белую медь. Фактически, в древние времена в Китае они использовали его для изготовления оружия для войн.

В то время процесс производства меди был основным. Это просто включало добавление более мелких таблеток юньнаньской руды, которые встречались естественным путем, в ванну с расплавленной медью.

В результате образовалась корка шлака, а затем еще добавили селитру, размешали и отлили слиток.

Китайцы считали этот металл уникальным и значимым, особенно в эпоху Лю Аня. Это был один из самых ценных местных товаров.

История с точки зрения Европы

Широко распространены заявления о том, что повторное открытие этого медно-никелевого сплава произошло на Западе.

Однако его фактическое повторное открытие произошло во время импорта меди в Европу из Китая. Именно в это время стало очевидным повторное открытие его составляющих.

На том же нет, была неудачная попытка европейцев продублировать точный китайский патконг.

Это было связано с нехваткой необходимых комплексных кобальт-никель-мышьяковых руд, встречающихся в природе.

Эволюция этого металла продолжалась в Европе в поисках более чистого сорта.

А в 1920-х годах для судовых конденсаторов была разработана медно-никелевая марка с соотношением 70-30.

В 1950 году сплав 90-10 впервые был доступен для морских трубопроводов, но с тех пор он стал распространенным сплавом для различных применений.

Вот краткая история медно-никелевого сплава.

Обратите внимание, что я не стал углубляться во многие детали, потому что моей основной целью было просто сообщить вам о его основном открытии и повторном открытии.

Важно также понимать, что разные люди относятся к этому конкретному металлу по-разному. Конечно в зависимости от региона происхождения и назначения.

Мельхиор – это первоначальный термин, которым он был известен. По сути, это медно-никелевый сплав или медно-никелевый сплав, другими словами, относящийся к группе сплавов, из которых состоит этот металл.

Рисунок 2: Медно-никелевые трубы

Некоторые люди называют его plata alemana и гостиничным серебром, то есть китайским серебром и немецким серебром соответственно.

Что еще?

Французы называют его cuivre Blanc. Однако в большинстве случаев некоторые люди предпочитают называть его торговыми названиями, такими как Argentan Mirnagent и Alpaka.

Короче говоря, как я уже говорил вам ранее, все зависит от того, откуда человек.

Но все же идеально знать некоторые из этих имен, чтобы понять значение именования.

В любом случае, пришло время перейти к следующей главе и обсудить суть использования медно-никелевых труб.

Медь как металл не может удовлетворить динамические потребности многих приложений.

Поэтому вам необходимо сочетать его с другими элементами, чтобы удовлетворить динамические потребности многих приложений в отрасли.

Конечно, позже в этом руководстве я расскажу вам о различных типах медно-никелевых сплавов и о влиянии различных легирующих элементов.

А пока давайте сосредоточимся на том, зачем вам медно-никелевый сплав:

Рисунок 3: Корродирующая трубная система

Добавление никеля к меди и другим элементам лишь укрепляет этот материал, делает его пластичным и блестящим.

Все это характеристики высококачественного металлического материала. И это, возможно, устраняет любые сомнения относительно использования этого материала.

Давайте продолжим и установим некоторые основные преимущества и преимущества медно-никелевого сплава, а также причины, по которым его следует учитывать в вашем следующем проекте.

Отличная термостойкость

Труба из медно-никелевого сплава выдерживает очень высокие температуры. На самом деле, это один из самых выдающихся элементов, который делает его популярным в нескольких приложениях.

Этот материал известен тем, что выдерживает температуры, превышающие 760 градусов Цельсия.

Разве это не потрясающе?

Его способность выдерживать экстремально высокие температуры делает его одним из лучших металлов для различных применений.

Рис. 4. Медно-никелевая труба с отличной термостойкостью

И, в идеале, это даже объясняет, почему многие люди выбирают именно этот материал для изготовления труб.

Особенно в различных машинах и конструкциях, которые большую часть времени имеют тенденцию выделять много тепла.

Идеальная устойчивость к коррозии и биообрастанию

Медно-никелевые трубы обладают значительной устойчивостью к любой форме коррозии. Нужно заметить, что при окислении часто возникает коррозия.

Это когда металлическая поверхность подвергается воздействию кислорода и реагирует с ним. Именно такие реакции часто приводят к коррозии.

Рисунок 5: Окисление CuNi -Источник изображения: Chava Science

Примечательно, что медно-никелевый сплав содержит компоненты, которые позволяют сравнительно снизить скорость окисления.

И именно по этой причине медно-никелевые сплавы имеют тенденцию значительно сопротивляться коррозионным элементам в течение более длительного периода времени.

Это особенно заметно в сильно коррозионных средах, таких как водные объекты.

Из двух распространенных доступных сплавов тот, который содержит 10% никеля, предпочтительнее для большинства этих соленых и агрессивных сред.

Простота изготовления

Опять же, в некоторых случаях для вашего проекта может потребоваться материал, который может легко адаптироваться к определенной форме после использования или в различных условиях.

И правда в том, что очень редко можно найти такой сплав. Медно-никелевый сплав позволяет изготовить его нужной формы.

Рис. 6: Сварка медно-никелевого сплава — Источник изображения: Ассоциация развития меди

Таким образом, чтобы он соответствовал требованиям того, что вам нужно для ваших проектов. Для его изготовления можно использовать как горячую, так и холодную технику.

Тем не менее, пластичность этого сплава впечатляет, что делает предпочтительным методы холодной обработки давлением.

Чрезвычайная долговечность

Послушайте, прокладка труб — это проект, который требует значительных инвестиций.

Таким образом, вам не нужно играть в азартные игры, какие материалы использовать, чтобы избежать других ненужных затрат и неудобств в будущем.

Дело в том, что выбирайте материал, который обеспечивает максимальную долговечность. И здесь важное значение приобретают медно-никелевые сплавы.

Рис. 7: Механические свойства труб CuNi

Естественно, они чрезвычайно долговечны независимо от окружающей среды. Этот материал настолько прочный, что вы даже не представляете себе его ремонт или замену при правильной подгонке.

В чем тут суть?

Первоначальная стоимость может быть относительно высокой, но в конечном итоге вы сэкономите значительную сумму денег.

Кто вообще не хочет сэкономить доллар?

Низкая скорость расширения

В некоторых случаях вам потребуется установить трубы из медного сплава или металла одинакового размера. Но в большинстве областей, где наблюдаются высокие переменные температуры, добиться этого может быть несколько сложно.

Некоторые материалы трубопроводов имеют свойство расширяться, если время от времени подвергать их воздействию различных температур.

Рис. 8: Соединение медно-никелевых труб — источник изображения Eucaro Buntmetall GmbH

Это происходит просто потому, что они имеют высокую скорость теплового расширения. Этот материал достаточно прочен, чтобы сопротивляться расширению даже при воздействии высоких температур.

Дело в том, что медно-никелевые сплавы обладают непоколебимым модулем упругости. Он также имеет низкий коэффициент расширения.

С другой стороны, было бы обязательно узнать один-два недостатка медно-никелевого сплава.

Вполне очевидный:

Медно-никелевые трубы дорогие

Возможно, вы не хотите это читать, но поехали;

Первоначальная покупка и установка медно-никелевых сплавов в определенной степени может быть дорогостоящей. Тем более, если вы покупаете их в большом количестве.

Так что будьте готовы потратить значительную сумму денег на приобретение этого конкретного типа материала для труб.

Второй недостаток заключается в том, что во время производства:

Медно-никелевый сплав требует не что иное, как самое чистое сырье

В основном, это помогает достичь максимально возможной целостности продукта.

По сути, это предполагает, что в некоторых случаях вы можете легко получить продукт с меньшим или неподходящим составом сырья.

В общем, это немного усложняет вам задачу, потому что вам просто нужно выбрать идеальную марку для вашего проекта. Тот, который не поставит под угрозу ваш проект.

По сути, это ставит вас в затруднительное положение, потому что если вы ошибетесь, это, вероятно, повлияет на общий результат и эффективность вашего проекта.

В целом преимущества медно-никелевых сплавов значительно перевешивают недостатки. Так что в следующий раз, когда вы подумаете об этом материале для различных применений, никогда не сомневайтесь.

Теперь, когда мы узнали основные плюсы и несколько, но не менее важных минусов, пора переходить к изучению типов медно-никелевых сплавов.

Но в то же время этот аспект не должен быть обескураживающим фактором при покупке этого продукта.

Потому что в долгосрочной перспективе вы должны определить конкретное применение и дизайн-проект, которым подходит материал.

Некоторые марки все еще могут подходить для некоторых применений, даже если они не обязательно настолько чистые, как таковые.

Если вы новичок в вопросах, связанных с трубами из медно-никелевого сплава, велика вероятность, что вы не понимаете, какие типы труб существуют.

Конечно, вы когда-то видели некоторые из них, но, возможно, вы не можете отличить их.

Не волнуйтесь!

В этом разделе я хочу познакомить вас со всеми основными типами доступных медно-никелевых сплавов.

Чтобы вам было легко сделать осознанный выбор, когда бы вы ни делали покупки, или тот, который идеально подходит для вашего проекта.

Мы разделяем медно-никелевые сплавы на две категории;

Морской
Неморской

В этом разделе вы узнаете, в чем разница обоих типов, а также другую важную информацию об одном и том же.

Давайте перейдем сразу к делу и подробно расскажем о некоторых из этих типов материалов из медно-никелевого сплава для труб.

3.1. Медно-никелевый сплав для морской среды

Этот тип сплава относится к сплаву, широко используемому в военно-морском флоте. Проще говоря, вы найдете его в основном в различных проектах, вращающихся вокруг водной среды.

Например, они используются в системах морской воды и опреснения, а также для защиты различных морских сооружений.

У нас довольно много морских сплавов. Основное отличие состоит в том, что они различаются по процентному содержанию никеля и некоторых дополнительных соединений.

Вот некоторые из этих морских сплавов;

90-10 Медно-никелевый сплав (C70600)

Как следует из названия, этот морской сплав содержит 90% и 10% меди и никеля соответственно.

Кроме того, он также состоит из ряда элементов в меньших количествах, таких как марганец и железо.

Эти дополнительные элементы играют важную роль в повышении коррозионной стойкости и общей прочности.

На самом деле марганец присутствует в этом сплаве в качестве десульфуратора и раскислителя. Таким, что его присутствие повышает рабочие характеристики.

Рисунок 9: C70600

Сочетание всех элементов придает этому сплаву высокую пластичность и прочность.

Опять же, очевидно, что именно состав делает этот сплав распространенным в различных областях промышленного строительства, архитектуры и морского судоходства.

Мельхиор 90-10 также обеспечивает превосходное биообрастание в солоноватой и морской воде.

Что еще?

Он также обладает превосходными характеристиками изготовления и сварки, а также значительно устойчив к охрупчиванию в результате реакции с водородом.

Кроме того, этот сплав также обладает высокой термостойкостью и механическими свойствами.

C70600 — самый популярный сорт, которому отдают предпочтение в большинстве мест, особенно в Америке и Европе.

В большинстве случаев этот сорт обеспечивает наилучшую эффективность, когда речь идет о таких отраслях, как судостроение, нефтехимия, оффшорная и морская промышленность, среди прочих.

Они также распространены в некоторых холодильных установках и теплообменниках. Уже одно это демонстрирует качество и надежность, которые предлагает этот конкретный сорт.

Сплав 90-10 обладает превосходными антимикробными свойствами. Вам интересно, что это значит? Позволь мне объяснить;

Этот сорт медно-никелевого сплава прошел несколько испытаний, доказывающих его способность убивать широкий спектр организмов в кратчайшие сроки.

Всего за 2 часа убивает до 99,9% таких микроорганизмов, включая грипп A, E.coli и MRSA. Для справки, идеальный производитель этого C70600 должен иметь возможность предлагать свою продукцию нестандартных размеров и форм. Это, конечно, должно зависеть от предпочтений заказчика.

70-30 Медно-никелевый сплав

Точно так же название также предполагает 70% и 30% меди и никеля соответственно. Иногда вы также можете называть его C71500.

Он также состоит из дополнительных элементов железа и марганца. Эти элементы необходимы для повышения стойкости этого сплава к коррозии и эрозии.

Самое приятное то, что уровень прочности медно-никелевого сплава 70-30 относительно выше, чем у сплава 90-10.

Это важно, и это еще одна причина, почему это предпочтительнее для требовательных приложений.

Рисунок 10: C71500

Коррозионная стойкость этого сплава особенно высока в загрязненных водах с высокой скоростью.

Еще одним преимуществом этого материала является то, что он легко поддается холодной обработке, сварке и обработке. Все это без особого внимания к материалам.

Наиболее заметные спецификации, относящиеся к этому конкретному сплаву, включают CN107 и C71500, что также является другим распространенным обозначением этого сплава.

Как я уже упоминал выше, одной из выдающихся особенностей медно-никелевого сплава 70-30 является превосходная коррозионная стойкость и стойкость, особенно в морских условиях.

Кроме того, этот материал устойчив к биообрастанию и обладает идеальной прочностью и ударной вязкостью. Он имеет высокое ударное давление, а также умеренную обрабатываемость.

По этой причине его можно широко использовать в различных приложениях в морской среде, таких как трубопроводы для соленой воды.

Кроме того, вы можете использовать его для фитингов, корпусов насосов, испарительных труб и водяных камер.

В других случаях люди используют этот медно-никелевый сплав в нефтяной и газовой промышленности, где присутствует умеренная или высокая коррозия морской водой.

66-30-2-2 Cu-Ni

Это еще одна марка медно-никелевого сплава, которая также широко используется в различных областях. В некоторых случаях он обозначается как C71640 и отличается превосходной коррозионной и эрозионной стойкостью.

Сплав 66-30-2-2 Cu-Ni также обладает высокими противообрастающими свойствами, особенно против микроорганизмов в водоемах.

Рисунок 11: 66-30-2-2 Cu-Ni

Кроме того, он прост в установке и обладает отличной свариваемостью. Этот конкретный сплав содержит сравнительно высокое содержание железа.

Это выгодно, так как содержание железа в данном случае помогает обеспечить высокую идеальную устойчивость к ударам.

Кроме того, сплав 66-30-2-2 Cu-Ni в чем-то уникален тем, что он устойчив к коррозионному растрескиванию. Лучшая часть этого сплава меди заключается в том, что он обеспечивает лучший срок службы даже в самых неблагоприятных условиях.

В большинстве случаев применение этих сплавов связано с опреснительными установками, водонагревателями, чиллерами, конденсаторами, нефтеперерабатывающими заводами, дистилляторными трубами для нефтехимии и судостроения и ремонта.

Медь-никель-хром

Это также один из идеальных медных сплавов, которые можно использовать в различных областях. По сути, это смесь меди, никеля и хрома.

Комбинация сама по себе говорит о прочности и стойкости этого сплава к различным элементам, таким как коррозия и эрозия среди прочих.

В большинстве случаев хром часто используется для уменьшения следов или содержания железа в таком сплаве на определенный процент.

Фактически сочетание всех этих элементов в дополнение к небольшим количествам углерода и марганца приводит к образованию нержавеющей стали.

Именно по этой причине этот особый сплав обеспечивает превосходную стойкость к коррозии и эрозии.

Аналогичным образом, он используется в широком спектре морских применений, включая трубы дистилляторов для нефтехимии, опреснительные установки, нефтеперерабатывающие заводы и водонагреватели среди прочего.

Высокопрочные медно-никелевые сплавы

Во многих случаях образование высокопрочных медно-никелевых сплавов всегда является результатом добавления алюминия в медно-никелевый сплав.

Для повышения прочности в результате образования дисперсных выделений.

Конструкция этого типа сплава специально предназначена для обеспечения эксклюзивного сочетания механических и физических характеристик для достижения исключительных технических характеристик.

В то же время этот сплав обеспечивает превосходную износостойкость и коррозионную стойкость, а также обладает идеальными свойствами для электрических и тепловых компонентов.

Еще одной выдающейся особенностью этого сплава является отсутствие водородного охрупчивания и искростойкость.

Кроме того, он обеспечивает идеальную прочность и твердость по сравнению с другими сплавами цветных металлов.

Более того, этот сплав также имеет низкую магнитную проницаемость и отличные криогенные свойства.

3.2. Неморские медно-никелевые сплавы

Это другая категория медно-никелевых сплавов. Как следует из названия, они в основном встречаются в приложениях, которые не обязательно связаны с военно-морскими настройками.

Рис. 12: Неморские медно-никелевые трубы

В основном они используются для широкого спектра применений, которые не подходят для морской среды.

У нас есть два основных типа неморских медно-никелевых сплавов. Итак, позвольте мне кратко изложить их;

75-25 Медно-никелевый

Этот существует уже довольно давно, с древних времен. Он состоит из 75% и 25% меди и никеля соответственно.

В большинстве случаев он используется для изготовления монет, которые люди часто используют в самых разных торговых операциях.

Этот сплав обладает одними из лучших свойств, которые делают его идеальным для своего качества. Например, он устойчив к коррозии.

По сути, становится трудно найти корродирующую медно-никелевую монету 75-25, независимо от того, сколько времени это займет, даже в неблагоприятных условиях.

И в то же время этот сплав относительно прочен, так что может служить более 30 лет, но качество остается прежним.

По-видимому, именно поэтому этот сплав был выбран для чеканки монет, так как он имеет тенденцию к частому обращению.

Его пластичность также превосходна, поэтому на поверхности монеты вы найдете портреты и другие изображения.

Кроме того, этот сплав легко штампуется и перерабатывается.

55-45 Медно-никелевый сплав

Этот сплав состоит из 55 % и 45 % меди и никеля соответственно. Одним из его выдающихся свойств является то, что он обладает большой устойчивостью к низкотемпературному коэффициенту.

Также имеет идеальное удельное электрическое сопротивление. Фактически, именно этот аспект делает сплав 55-45 Cu Ni распространенным в различных приложениях, связанных с термопарами.

Прежде всего потому, что эта характеристика удельного сопротивления имеет тенденцию быть относительно постоянной в широком диапазоне температур.

Таким образом, в целом все эти и другие медные сплавы, не упомянутые здесь, пригодны для эффективного использования в различных областях применения.

Вы также должны понимать, что некоторые морские сплавы не обязательно предназначены исключительно для морского применения.

На самом деле, вы заметите, что довольно большое их количество используется в различных неморских приложениях.

Например, 90-10 Cu-Ni используется для антимикробных целей, а также для тормозных трубок.

Подводя итог, можно сказать, что использование варьируется от одной области к другой. Но важно понимать, что эффективность и качество этого сплава обязательно играют большую роль.

Итак, давайте продвинемся вперед и рассмотрим влияние добавок на медно-никелевые трубы в следующем разделе

2.3. Влияние легирующих добавок на медно-никелевый материал

Вот правда:

Различные элементы, входящие в состав сплава Cu-Ni, могут значительно изменить механические свойства, микроструктуру и коррозионную стойкость трубы.

В медно-никелевый сплав в определенной степени могут быть добавлены небольшие порции различных элементов. Суть в этом случае состоит в том, чтобы получить определенные свойства, которые дадут желаемые результаты.

Тем не менее, важно также понимать, что некоторые добавки при добавлении в этот сплав могут привести к ухудшению обрабатываемости в горячем состоянии, а также к ухудшению свариваемости материала.

Итак, по сути, это обеспечение контроля за химическими концентрациями. По-видимому, это помогает узнать о влиянии этих элементов на сплавы, как положительном, так и отрицательном.

В этом случае он позволяет определить конкретные области применения, в которых можно использовать определенные сплавы. В этом разделе мы обсудим некоторые из этих распространенных добавок.

Рисунок 13: Медно-никелевые трубы

Кроме того, мы поймем возможное влияние этих добавок на медно-никелевые трубы.

Конечно, этих добавок довольно много, но в нашем случае мы хотим коснуться только самых распространенных.

Марганец

Этот элемент регулярно присутствует в медно-никелевых сплавах. Он существует как десульфуризатор и раскислитель. Содержание этой добавки в этом сплаве колеблется от 0,25% до 13% в зависимости от различных факторов.

Эта добавка повышает прочность при высоких температурах. При этом исключается любое возможное образование сульфидов железа.

Рисунок 14: Марганец

Он также является компонентом, образующим аустенит. Таким образом, он является хорошим заменителем никеля.

В целом, марганец улучшает рабочие характеристики и значительно повышает коррозионную стойкость, особенно в морской и соленой воде.

Железо

Это еще одна важная добавка для меди и никеля. Безусловно, это сочетание железа и сплава меди с никелем.

Идеальное содержание железа для морского применения в этом сплаве составляет около 2,5.

Изначально медно-никелево-железный сплав был разработан для выполнения всех требований военно-морского флота.

Это произошло за счет улучшения коррозионно-стойких материалов, предназначенных для применений, вступающих в контакт с морской водой.

Рисунок 15: Железо

Железо обеспечивает сопротивление ударам, которые могут возникнуть в результате протекания воды. Из этого также следует, что эта добавка повышает общую прочность этого сплава.

Кроме того, железный элемент также повышает устойчивость к высокотемпературному науглероживанию и контролирует тепловое расширение.

Более того, это снижает общую стоимость этого сплава.

Цинк

Цинк является основным компонентом сплава CU Ni Zn. В некоторых случаях мы называем этот сплав мельхиором.

Однако наиболее важно отметить, что цинк часто ограничивается менее чем 1% в сплаве Cu Ni.

Рисунок 16: Цинк

Он так же устойчив к коррозии и прочен, как и многие другие добавки медно-никелевого сплава.

Свинец

Этот элемент нерастворим в жидкой или твердой стали. Но в некоторых случаях его часто добавляют в углеродистые стали путем механического диспергирования.

Это происходит во время заливки, что помогает улучшить обрабатываемость сплава.

Рисунок 17: Свинец

Правда о свинце, однако, заключается в том, что он оказывает минимальное влияние на коррозионную стойкость.

Вероятно, это связано с тем, что он влияет на пластичность в горячем состоянии, что может привести к ухудшению эластичности.

Поэтому вам необходимо контролировать его до минимально возможного уровня.

Хром

Эта добавка является ключевым компонентом нержавеющей стали. Его можно добавлять в диапазоне от 0,5% до 30%. Дело в том, что легирование этим элементом повышает стойкость к высокотемпературному окислению.

Азотная и хромовая кислоты являются некоторыми окислителями для этого элемента. Они играют значительную роль в улучшении коррозионной и эрозионной стойкости к быстро текущей морской воде.

Рисунок 18: Хром

Еще одно преимущество этого элемента заключается в том, что он заменяет некоторые части содержания железа.

Повышает прочность даже на 1% и используется в 30% никелевом литейном сплаве. Кроме того, этот легирующий материал улучшает прокаливаемость, износостойкость и реакцию на термическую обработку.

Ниобий

В некоторых случаях он известен как колумбий. Это также еще один идеальный легирующий материал, обладающий преимуществом стабилизации углерода.

Рис. 19: Ниобий

Это связано с образованием твердых карбидов и, следовательно, обычно встречается в жаропрочных сталях.

В небольших количествах эта добавка может существенно повысить желаемую прочность и, в меньшей степени, прочность стали на растяжение.

Другим аспектом этого элемента является то, что он улучшает свариваемость литых сплавов.

Олово

Этот элемент обеспечивает повышенную устойчивость к атмосферному потускнению. 2% олова используется с 9% никеля с образованием сплава С72500.

Обладает свойствами, которые идеально подходят для снятия напряжения. В большинстве случаев он используется в приложениях, связанных с электроникой.

Рисунок 20: Олово

Вам также необходимо знать, что сплавы, содержащие 4–10 % олова, способны обеспечивать упрочняющие компоненты, обеспечивающие высокую прочность, устойчивость к истиранию и износу.

Алюминий

Это легирующий элемент, широко используемый в различных областях. Очевидно, что это необходимо в процессе дисперсионного твердения медных никелей, требующих высокой прочности.

Кроме того, этот элемент является раскислителем, который во многих случаях используется для ограничения роста аустенитных зерен.

Рис. 21: Алюминий

Кроме того, добавление алюминия может способствовать формированию прочно сцепляющегося алюминиевого калибра при высоких температурах.

Это необходимо, потому что помогает в значительной степени обеспечить устойчивость к воздействию хлорирования, окисления и науглероживания.

Титан

Эта добавка также обеспечивает старение, особенно в сочетании с алюминием.

Он также может сочетаться с углеродом, в результате чего снижается восприимчивость к межкристаллитной коррозии.

Рис. 22: Титан

Очевидно, это результат образования карбида хрома, которое происходит после термической обработки.

Этот легирующий элемент также важен, когда речь идет о расходных материалах для сварки. Вам также необходимо понимать, что титан способствует образованию беспористых сварных швов.

Кремний

Это еще один важный металлоид, который играет важную роль в улучшении эластичности, прочности и кислотостойкости крупных зерен.

Следовательно, это приводит к превосходной магнитной проницаемости. По существу, кремний используется в качестве адеоксиданта для улучшения литейных свойств.

Рисунок 23: Кремний

Он всегда присутствует в некоторых сплавах в определенном процентном соотношении.

Все эти металлоиды так или иначе необходимы. Но, как я упоминал ранее, очень важно убедиться, что вы измеряете конкретный диапазон для определенного сплава.

Невыполнение этих требований может естественным образом привести к неблагоприятным результатам, которые могут повредить металл и сделать его неэффективным.

Для изготовления медно-никелевых труб, в зависимости от области применения, можно использовать различные количества этих легирующих элементов.

Например, вы можете посмотреть на эти две таблицы:

Рисунок 24: Химический состав CuNi 90/10

И вот эту:

Рисунок 25: Химический состав CuNi 70/30

Надеюсь, вы сможете смотрите, о чем я говорю.

Имея это в виду, позвольте мне рассказать вам еще об одном важном аспекте медно-никелевых труб.

Знаете ли вы, что медно-никелевые трубы играют важную роль в современных трубопроводных системах?

Это связано с их превосходными химическими и механическими свойствами, особенно в морских условиях.

Подробнее об этих применениях я расскажу позже в главе 6.

Как правило, медно-никелевые трубы бывают двух различных марок:

Медно-никелевый сплав C71500 (70/30)
Медно-никелевый сплав: C70600 (90/10)

Надеюсь, вы помните все, что я говорил о медно-никелевых сплавах C71500 (70/30) и C70600 (90/10).

На случай, если вы забыли, обратитесь к главе 3 данного руководства.

Итак, вы должны выбрать тот, который соответствует вашим уникальным характеристикам.

У меня уже есть подробное руководство по медно-никелевым трубам. Итак, здесь я проведу вас через краткое изложение того, что вы должны знать.

Давайте углубимся в:

Стандартная спецификация медно-никелевых труб : Я знаю, что существует множество стандартов размеров медно-никелевых труб. Однако некоторые из наиболее распространенных спецификаций включают ASME B36.19.М, DIN 86019, EEMUA 144 и MIL-T-16420.

Кроме того, доступны трубы толщиной от ½ до 24 дюймов и максимальной длиной 6 метров.

Трубы бесшовные и сварные медно-никелевые ; в зависимости от вашего уникального применения вы можете выбрать бесшовные медно-никелевые трубы с наружным диаметром от 16 до 419.

В качестве альтернативы вы можете выбрать сварные медно-никелевые трубы с наружным диаметром от 457 или более.

В дополнение к этому, они бывают разных номиналов давления. И, как правило, всегда запрашивайте технические данные медно-никелевых труб перед их покупкой.

Тем не менее, при покупке медно-никелевых труб можно игнорировать проверку качества. Что еще более важно, вы должны сосредоточиться на:

Испытания химических компонентов
Механические испытания

Визуальный осмотр

После того, как вы оцените все это, я уверен, что вы получите лучшие медно-никелевые трубы для ваших уникальных применений.

Помните, что вы можете производить другие медно-никелевые аксессуары. Возьмем, к примеру, в любой системе трубопроводов вам понадобится много фитингов.

И вот на чем я хочу сосредоточиться.

Что такое трубопроводная система?

Это вопрос, с которым вы столкнетесь несколько раз.

Система трубопроводов представляет собой сеть труб, клапанов и фитингов, соединенных вместе для выполнения определенной задачи.

Например, медно-никелевая труба — это просто прямой трубопровод. Что делать, если вы хотите:

Уменьшить скорость жидкости, протекающей по системе трубопроводов
Подключить другие аксессуары, такие как сетчатые фильтры с двойной корзиной или сетчатые фильтры с простой корзиной
Или сделать несколько изгибов в жидкостных системах?

Вам понадобятся медно-никелевые фитинги.

Что такое медно-никелевые фитинги?

Это трубы или трубки, изготовленные из медно-никелевого материала, которые можно использовать для соединения медно-никелевых труб для различных применений. Они направлены на обеспечение постоянного и легкого потока жидкости в системе трубопроводов.

В рамках данного раздела я расскажу вам о следующих медно-никелевых трубных фитингах:

Медно-никелевый отвод

Отводы полезны, когда вы хотите изменить направление трубы. В зависимости от степени изгиба, который вам нужен, выберите угол 90° или 45°.

Медно-никелевые отводы бывают короткого и длинного радиуса. Ниже представлено видео, показывающее различные типы медно-никелевых отводов.

Помните, что вы также можете выбрать уменьшение колена. Обычно редукционное колено меняет не только направление, но и размер трубы.

Медно-никелевый равнополочный тройник

Каждый раз, когда вы хотите собрать или распределить жидкость в системе трубопроводов, вам понадобится тройник. По сути, это небольшая трубка с ответвлением в центре — обычно ответвлением под углом 90°.

При равнобедренном тройнике диаметр отвода такой же, как у напорной трубы.

Медно-никелевый переходник

Это еще один тип медно-никелевого тройника. Здесь диаметр патрубка меньше, чем у напорной трубы.

Конечно, существуют и другие типы тройников из медно-никелевых труб, такие как:

Тройник с решеткой; патрубок имеет несколько стержней, приваренных поперек трубопроводной системы
Тройник тройник; ветвь находится под углом 45°, а не 90°.

Медно-никелевый переходник

Переходники помогают изменить размер трубы. В зависимости от конструкции переходник медно-никелевый может иметь:

Переходник концентрический медно-никелевый трубный; обычно осевые линии обоих концов переходника находятся на одной оси.

Рисунок 26: Концентрический переходник

Эксцентриковый переходник из медно-никелевой трубы; здесь осевые линии обоих концов медно-никелевого переходника находятся на разных осях.

Медно-никелевые седла

Как и другие фитинги для труб, медно-никелевые седла также бывают разных форм и конструкций. Все зависит от конкретного приложения под рукой.

Вы можете посмотреть это короткое видео, чтобы узнать больше о медно-никелевых седлах.

Медно-никелевая заглушка

В системах медно-никелевых труб иногда требуется полностью закрыть один конец трубы. В таких ситуациях вам понадобится медно-никелевая заглушка.

Вы можете узнать больше о медно-никелевой заглушке в видео ниже:

Медно-никелевый штуцер ASME B16.9

Медно-никелевый штуцер ASME B16.9 — это специальный тип фитингов, который можно использовать в место приварного фланца, особенно там, где может потребоваться вращающийся резервный фланец.

Рисунок 27: Заглушка

Теперь, прежде чем в следующей главе я расскажу о практическом применении медно-никелевых труб, позвольте мне вкратце упомянуть кое-что.

Иногда, когда вы хотите соединить две медно-никелевые трубы, вам может понадобиться фланец. Медно-никелевый фланец упрощает и ускоряет соединение различных труб, клапанов, насосов или других компонентов в трубопроводных системах.

Медно-никелевые фланцы бывают разных форм и конструкций в зависимости от типа трубопроводной системы. Некоторые из наиболее распространенных вариантов включают в себя:

Медно-никелевые фланцы с приварной горловиной
Медно-никелевые накладки на фланцы
Медно-никелевые приварные фланцы
Медно-никелевые глухие фланцы
Медно-никелевые фланцы с резьбой

Как видите, даже если вы покупаете лучшую медь никелевые трубы, не забудьте также купить подходящий медно-никелевый фитинг.

Идем дальше…

Очевидно, что эти сплавы производятся потому, что они используются в различных областях. На самом деле, трубы из медно-никелевого сплава являются наиболее предпочтительными для реализации различных проектов.

Однако правда в том, что их нельзя использовать во всех приложениях, требующих конвейерной обработки. И даже если бы они были, было бы ненужно использовать их в конкретных проектах.

На самом деле вам не нужно беспокоиться о том, где использовать и где не использовать эти типы труб. Я здесь, чтобы сообщить вам.

Тем не менее, я упоминал некоторые из этих приложений в предыдущих разделах этого руководства, хотя и кратко.

Однако в этом разделе мы хотим рассмотреть все практические применения медно-никелевых сплавов, особенно в трубопроводных системах. Конечно, основное внимание будет уделяться как морским, так и неморским приложениям.

Так что это даст вам представление об идеальном проекте, в котором стоит их использовать.

7.1. Морское оборудование

В идеале медно-никелевые сплавы широко используются во многих морских приложениях. Это связано с их выдающейся устойчивостью к различным элементам, окружающим морскую среду.

Например, коррозия и эрозия. Кроме того, этот сплав обеспечивает подходящую технологичность и эффективность, когда речь идет о снижении уровня макрообрастания.

Рисунок 28: Морская нефтяная вышка

На протяжении долгого времени трубы из медно-никелевого сплава прекрасно обеспечивают надежную работу.

Отсюда следует, что они являются одними из лучших сплавов, обеспечивающих идеальное решение всех сопутствующих технических проблем, с которыми люди сталкиваются в настоящее время.

Позвольте мне повторить это еще раз, поскольку я говорю о морских применениях труб из медно-никелевого сплава;

Добавление никеля и других элементов, таких как железо и марганец, повышает прочность, устойчивость к коррозии и эрозии этих труб.

Рисунок 29: Трубы из медно-никелевого сплава для морской среды

Кроме того, эти добавки помогают этим трубам оставаться пластичными, улучшают их литейные свойства и свариваемость.

Теперь, сделав акцент на этом, давайте рассмотрим некоторые практические морские применения труб из медно-никелевого сплава;

Судостроение и ремонт

Медно-никелевые сплавы уже давно используются при строительстве и ремонте широкого спектра судовых деталей.

Видите ли, корабль состоит из очень многих частей. И, несомненно, система трубопроводов должна быть неотъемлемой частью этого судна.

Таким образом, эти медно-никелевые сплавы предпочтительнее, потому что они определенно обладают непревзойденными свойствами, подходящими для морской воды.

В судовых трюмных и балластных системах этот компонент также используется в значительной степени. Вы поймете, что трубы, ведущие к трюмной и балластной системе, не обязательно подвергаются воздействию воды.

Однако большую часть времени они проводят, держась за морскую воду.

Рисунок 30: Отгрузка

Трубы из медно-никелевого сплава также идеально подходят для подачи воды в санитарно-технические системы на корабле.

Другой областью морского применения труб из медно-никелевого сплава является подача инертного газа на судно.

Кроме того, они также используются в системах пожаротушения на морских судах и хорошо распределены по всему кораблю.

В некоторых случаях, в зависимости от корабля, пожарные трубы используются для других задач, таких как мойка палубы, хотя и нечасто.

Это основные морские области применения труб из медно-никелевого сплава.

Теперь давайте посмотрим на следующее приложение.

7.2. Системы трубопроводов морской воды

В судостроении морская вода необходима, поскольку она используется для систем пожаротушения, охлаждения и закачки воды на нефтяных месторождениях.

Но серьезной проблемой, связанной с трубопроводной системой морской воды, является средство сдерживания коррозии и в то же время минимизация необходимости технического обслуживания.

Несомненно, несколько факторов определяют эффективность конструкции морской воды. И один из идеальных способов решения проблем с коррозией в этой системе — использование медно-никелевых труб.

Системы охлаждения морской водой составляют основную часть, где эти трубы практически используются в морских условиях. Система трубопроводов питает теплообменники в соответствующих частях корабля.

Рисунок 31: Система трубопроводов

Кроме того, они используются в качестве каналов для различных систем корабля, что делает этот материал идеальным для таких задач.

В целом, трубы из медно-никелевого сплава в этом случае предпочитают многие инженеры из-за того, что они обладают рядом подходящих характеристик.

Например, механические и физические свойства, простота обслуживания и изготовления, а также долговечность.

Таким образом, медно-никелевые сплавы в значительной степени имеют решающее значение для проектирования систем забортной воды, если принять во внимание некоторые важные аспекты.

Прежде всего, этот металл имеет идеальный состав сплава, что делает его подходящим для данного конкретного морского применения.

7.3 Контуры охлаждения

Контур охлаждения подвержен коррозии в результате абразивного воздействия теплоносителя, химических и электрохимических компонентов.

Это может быть опасно в том смысле, что корродирующие детали могут привести к засорению фильтров, повреждению компонентов насоса и, в конечном счете, к нарушению потока жидкости.

Рис. 32: Часть трубопроводной системы

В некоторых условиях также могут возникать утечки. И это основная причина, по которой использование труб из медно-никелевого сплава становится необходимым.

Этот сплав в первую очередь обладает отличной устойчивостью к коррозии и биологическому росту. Это означает, что их использование в контурах охлаждения повышает эффективность и долговечность системы.

7.4. Опреснение

Это еще одна морская среда, в которой использование медно-никелевого сплава принципиально практично.

Опреснение в данном случае представляет собой удаление соли и родственных минералов из соленых водоемов с целью получения пресной воды, пригодной для потребления человеком.

Пресная вода также может быть использована для других целей, таких как орошение.

Рисунок 33: Опреснение морской воды

Компоненты системы опреснения достаточно обширны. И для поставленных задач необходимо, чтобы его компоненты были спроектированы с использованием качественных, прочных материалов.

Именно в этом аспекте трубы из медно-никелевого сплава становятся удобными в этой системе. Учитывая, что среда для этого процесса, как правило, солевая, коррозия и эрозия деталей, как правило, очень высоки.

Таким образом, вы обнаружите, что трубы из медно-никелевого сплава предпочтительнее использовать в таких условиях из-за их выдающейся устойчивости к коррозии и эрозии.

Кроме того, они лучше работают в условиях высоких температур и хлоридов.

Так что вам не обязательно будет постоянно ремонтировать и заменять детали этой системы.

7.5. Тормозная трубка

Это одно из практических применений трубки из медно-никелевого сплава, не относящееся к морской среде. Как правило, настройка тормозов предназначена для удержания жидкости или воздуха под давлением.

Расположение этого компонента также находится под шасси автомобиля, которое подвержено коррозии.

Но вы же понимаете, что тормозная система – одна из важнейших в автомобиле. Это повышает вашу безопасность и безопасность других участников дорожного движения.

Рис. 34: Медно-никелевая тормозная трубка

Идеальным способом предотвращения отказа тормозов в этом случае, несомненно, является использование медно-никелевых трубок для тормозной трубки.

Этот материал будет служить вам должным образом, учитывая, что он не подвержен коррозии или эрозии, поскольку он будет подвергаться воздействию элементов, которые могут вызвать то же самое.

С точки зрения качества, долговечности, надежности и, прежде всего, безопасности, медно-никелевая трубка является лучшим вариантом для тормозной трубки.

7.6. Теплообменники

Большинство материалов, используемых в системе трубопроводов теплообменников, представляют собой трубы и трубки из медно-никелевого сплава.

Как правило, по этим трубам часто протекает пресная, морская и солоноватая вода.

И поэтому очевидно, что материал подвергается воздействию неблагоприятных условий, которые могут довольно легко привести к коррозии этих деталей.

Рисунок 35: Часть системы теплообменника

Более конкретно, когда вода содержит твердые частицы, примеси и другие опасные элементы.

Прежде всего, медно-никелевый сплав обладает наилучшей устойчивостью к коррозии, что делает его лучшим выбором для изготовления деталей теплообменников.

7.7. Прочие системы трубопроводов

Помимо вышеупомянутых применений, медно-никелевый сплав можно также использовать в жилых и коммерческих системах трубопроводов.

Фактически, он в основном используется в подземных трубопроводах, особенно для перекачки больших объемов воды. Поскольку он не подвержен эрозии или коррозии, он становится предпочтительным выбором для этого применения.

Тот факт, что этот материал также обладает антимикробными свойствами, указывает на то, что бактериям, вирусам и грибкам будет трудно выжить на поверхности этого материала.

Медно-никелевые трубы также широко используются в маслоохладителях, конденсаторах паровых турбин, нагревателях высокого давления и вспомогательных системах охлаждения, особенно на электростанциях, работающих на ископаемом топливе.

Рис. 36: Другие системы трубопроводов CuNi

Они также используются для подачи пресной, солоноватой и морской воды на этих электростанциях.

Как видите, существует множество областей применения, в которых часто используется медно-никелевый сплав.

Если вы достаточно проницательны, вы также поймете, что большинство этих приложений находятся в неблагоприятных условиях.

Таким образом, это говорит о том, что вам нужен тип материала трубопровода, который может выдерживать неблагоприятные условия как можно дольше.

И именно поэтому системы медно-никелевых труб становятся оптимальным выбором для этих типов как морских, так и неморских применений.

Как видите, медно-никелевый сплав является важным металлом для многих применений, особенно в морской промышленности.

Что еще более важно, медно-никелевые сплавы широко используются в трубопроводных системах. Как видите, трубы из медно-никелевого сплава обладают превосходными химическими и физическими свойствами.

Вы можете рассчитывать на них в большинстве оффшорных приложений.

Теперь ваша очередь:

У вас есть вопросы по медно-никелевым сплавам?

Или вам сложно выбрать правильную медно-никелевую трубу?

Мы здесь, чтобы предложить вам бесплатную консультацию по медно-никелевым сплавам.

CUPRO Nickel

Коппопер -никелевой трубопроводы для оффшорных

Медные никелевые трубы и трубки

Медные никелевые сплавы (свойства и применение)

Коррозионное поведение медного никелевого сплава в море

. Никелевый сплав

Медные сплавы – Медно-никелевые сплавы

Мельхиор. Свойства, применение, химический состав, марки

+7 (495) 366-00-24

электронная почта: [email protected]

Мельхиор — медно-никелевый сплав, устойчивый к коррозии.

Его стойкость к окислению и химическому разрушению позволяет использовать его в качестве конструкционного материала в изделиях, подверженных контакту с агрессивными средами. На странице представлено описание мельхиора: физические свойства, области применения, марки и виды продукции.

Основная информация о мельхиоре

Мельхиор — коррозионностойкий медно-никелевый сплав. Основными компонентами являются медь (Cu) и никель (Ni), также может присутствовать небольшое количество марганца (Mn) и железа (Fe). Обладает высокой коррозионной стойкостью и хорошей пластичностью. Этот материал используется в судостроении, медицинской промышленности, в машиностроении, в производстве посуды и монет.

История создания

Мельхиор был разработан французскими учеными Майо и Шорье. Он был назван в честь его создателей путем объединения их фамилий.

Свойства мельхиора

Основное практическое полезное свойство – высокая коррозионная стойкость в морской и пресной воде, атмосфере сухих газов. Среди механических свойств сплава стоит отметить высокую прочность, которая обеспечивается наличием в его составе никеля. Чем выше процентное содержание Ni в той или иной марке мельхиора, тем выше его прочность. Описываемый материал обладает хорошей пластичностью, относящейся к группе технологических свойств. Это позволяет обрабатывать описанный сплав под давлением как в горячем, так и в холодном состоянии. Он также поддается пайке и хорошо полируется.

Собственность	МНЖМц30-1-1	МН19
Плотность, г/см ³	8,9	8,9
Температура плавления, °С	1230	1190
Удельное электрическое сопротивление, Ом·м	420·10 ^-9	287·10 ^-9
Магнитное поле	Немагнитный	Немагнитный
Твердость, HB	58,8-68,9 (после отжига) 98	69 (после отжига) 117
Температурный коэффициент линейного расширения, °С ^-1 в диапазоне 20-100 °С	16·10 ^-6	16·10 ^-6
Температурный коэффициент электрического сопротивления, °С ^-1	0,1·10 ^-3	0,1·10 ^-3

Мельхиор марки

Наиболее распространены марки МН19 и МНЖМц30-1-1. Промышленность выпускает также сплавы МН16, МН25, МНЖМц10-1-1. Мельхиор марки МН19 содержит никель + кобальт (Ni + Co) – 18-20 %, медь (Cu) – остальное (примерно 78,5-82 %), небольшое количество марганца (Mn) и железа (Fe). Сплав МНЖМц30-1-1 содержит большее количество никеля + кобальта (Ni + Co), марганца (Mn) и железа (Fe): 29-33%, 0,5-1%, 0,5-1% соответственно. Остальную часть (примерно 64,4-70%) составляет медь (Cu).

Преимущества/недостатки

Преимущества

обладает высокой коррозионной стойкостью в некоторых средах;
имеет приемлемые прочностные характеристики;
обладает хорошими технологическими свойствами – пластичностью и свариваемостью;
имеет привлекательный внешний вид.

Недостатки

этот материал довольно дорогой по сравнению с другими коррозионно-стойкими материалами.

Области применения мельхиора

Основное практическое полезное свойство – высокая коррозионная стойкость в пресной и морской воде. Это позволяет использовать мельхиор как конструкционный материал для изготовления судовых деталей, теплообменников, трубопроводной арматуры. Также из этого материала делают различные медицинские инструменты. Мельхиор также широко используется в производстве монет, украшений и создании посуды. Для этих целей, как правило, используют марку МН25 с содержанием никеля 24-26%.

Мельхиоровые изделия

Основными видами продукции, выпускаемой промышленностью, являются мельхиоровые стержни и круги, мельхиоровые стержни, мельхиоровые стержни и полосовой прокат. Все эти продукты используются в областях, где предъявляются высокие требования к коррозионной стойкости материалов и внешнему виду изделий.

Медно-никелевый сплав – мельхиор – характеристики и применение

Мельхиор представляют собой медно-никелевые сплавы, которые обычно содержат от 60 до 90 процентов меди и никеля в качестве основного легирующего элемента. Два основных сплава 90/10 и 70/30. Могут также содержаться другие укрепляющие элементы, такие как марганец и железо. Мельхиоры обладают отличной стойкостью к коррозии , вызываемой морской водой. Несмотря на высокое содержание меди, мельхиор имеет серебристый цвет. Добавление никеля к меди повышает прочность и коррозионную стойкость, но сохраняет хорошую пластичность.

Мельхиор может использоваться во многих морских применениях , таких как гребные винты и гребные валы. Поскольку они серебряного цвета, их также можно использовать для производства монет серебряного цвета. Поскольку мельхиоровые сплавы обладают присущей им устойчивостью к макрообрастанию, хорошей прочностью на растяжение, отличной пластичностью при отжиге, высокой теплопроводностью и характеристиками расширения, они могут использоваться для теплообменников, например, в конденсаторах паровых турбин, маслоохладителях, вспомогательных системах охлаждения и т.д. подогреватели высокого давления на атомных электростанциях и электростанциях, работающих на ископаемом топливе.

Свойства мельхиора

Свойства материала являются интенсивными свойствами , что означает, что они не зависят от количества массы и могут варьироваться от места к месту в системе в любой момент. Материаловедение включает в себя изучение структуры материалов и связывание их с их свойствами (механическими, электрическими и т. д.). Как только материаловед узнает об этой корреляции структура-свойство, он может приступить к изучению относительных характеристик материала в данном приложении. Основными факторами, определяющими структуру материала и, следовательно, его свойства, являются входящие в его состав химические элементы и то, как он был обработан до конечной формы.

Механические свойства мельхиора

Материалы часто выбирают для различных применений, поскольку они имеют желаемое сочетание механических характеристик. Для конструкционных приложений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.

Прочность мельхиора

В механике материалов прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Сопротивление материалов рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Предел прочности при растяжении

Предел прочности при растяжении мельхиора – UNS C70600 составляет около 275 МПа.

Предел прочности при растяжении — это максимум на инженерной кривой напряжения-деформации. Это соответствует максимальному напряжению , выдерживаемому конструкцией при растяжении. Предельная прочность на растяжение часто сокращается до «предельной прочности» или «предела прочности». Если это напряжение применяется и поддерживается, в результате произойдет перелом. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 % превышает предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает сужение, когда площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая напряжение-деформация не содержит более высокого напряжения, чем предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; следовательно, его значение не зависит от размеров испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов, температура испытательной среды и материала. Предел прочности при растяжении варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.

Предел текучести

Предел текучести мельхиора – UNS C70600 составляет около 105 МПа.

Точка текучести — это точка на кривой напряжения-деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться. Напротив, предел текучести – это место, где начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. Перед пределом текучести материал упруго деформируется и возвращается к своей первоначальной форме после снятия приложенного напряжения. Как только предел текучести пройден, некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют явление, называемое явлением предела текучести. Пределы текучести варьируются от 35 МПа для низкопрочного алюминия до более 1400 МПа для высокопрочной стали.

Модуль упругости Юнга

Модуль упругости Юнга мельхиора – UNS C70600 составляет около 135 ГПа.

Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости при растяжении и сжатии в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается испытаниями на растяжение. Вплоть до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из своего равновесного положения, и все атомы смещаются на одинаковую величину и по-прежнему сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и никакой остаточной деформации не происходит. Согласно Закон Гука, напряжение пропорционально деформации (в области упругости), а наклон равен модулю Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.

Твердость Cupronickel

Бринелл. Бринелл. Cupronickel – UNS C70600 – это приблизительно HB 100.

Тестирование на твердость. В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением, достигнутым при предварительном нагружении (незначительная нагрузка). Второстепенная нагрузка устанавливает нулевое положение, а большая нагрузка прикладывается, а затем снимается при сохранении второстепенной нагрузки. Разница между глубиной проникновения до и после приложения основной нагрузки используется для расчета Число твердости по Роквеллу . То есть глубина проникновения и твердость обратно пропорциональны. Главным преимуществом твердости по Роквеллу является возможность отображать значения твердости напрямую . Результатом является безразмерное число, обозначаемое как HRA, HRB, HRC и т. д., где последняя буква соответствует соответствующей шкале Роквелла.

Испытание Rockwell C проводится с пенетратором Brale ( алмазный конус 120° ) и основной нагрузкой 150 кг.

Термические свойства мельхиора

Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и приложение тепла. Когда твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а его размеры увеличиваются. Но различные материалы реагируют на приложение тепла по-разному .

Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.

Температура плавления мельхиора

Температура плавления мельхиора – UNS C70600 составляет около 1100°C.

В общем, плавление является фазовым переходом вещества из твердого состояния в жидкое. Точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. Точка плавления 90 103 90 106 также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии.

Теплопроводность мельхиора

Теплопроводность мельхиора – UNS C70600 составляет 40 Вт/(м·К).

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м·К . Он измеряет способность вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное). Поэтому его также определяют как жидкости и газы.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры, а для паров она также зависит от давления. В целом:

Большинство материалов практически однородны. Поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностью в направлениях y и z (ky, kz). Однако для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Ссылки:

Материаловедение:

Министерство энергетики США, Материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. Январь 1993 г.
Министерство энергетики США, материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 2 и 2. Январь 1993 г.
Уильям Д. Каллистер, Дэвид Г. Ретвиш. Материаловедение и инженерия: введение, 9-е издание, Wiley; 9 издание (4 декабря 2013 г.), ISBN-13: 978-1118324578.
Эберхарт, Марк (2003). Почему все ломается: понимание мира по тому, как он разваливается. Гармония. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Гаскелл, Дэвид Р. (1995). Введение в термодинамику материалов (4-е изд.). Издательство Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-56032-992-3.
Гонсалес-Виньяс, В. и Манчини, Х.Л. (2004). Введение в материаловедение. Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-07097-1.
Эшби, Майкл; Хью Шерклифф; Дэвид Себон (2007). Материалы: инженерия, наука, обработка и дизайн (1-е изд. ). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 978-0-7506-8391-3.
Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.

Сплав C96400, медь C964 Никель

Описание продукта: Медно-никелевый сплав
Твердые тела: от 1/2″ до 9″ Н.Д.
Трубки: от 1 1/8″ до 9″ Н.Д.
Прямоугольники: до 15 дюймов.
Стандартная длина: 144 дюйма. плоский/прямоугольный стержень

Промышленность: фитинги, корпуса насосов, арматура для насосов, паровая арматура
Судостроение: детали лодок, отводы/фланцы/корпуса насосов/клапаны, используемые для защиты от коррозии в морской воде

ХДА	АСТМ	САЕ	АМС	Федеральный	Военный	Другое
С96400	Б505 Б505М					70-30 Медь Никель

Cu%	Pb%	Fe%	П%	Ni%1	С%	млн%	С%	Si%	Нб%
Химический состав согласно ASTM B505/B505M-18 Значение 1Ni включает Co. Примечание: Cu + сумма именованных элементов, 99,5% мин. Отдельные значения представляют максимумы.
Рем.	0,01	0,25- 1,50	0,02	28.00- 32.00	0,15	1,50	0,02	0,50	0,50- 1,50

Cu%

Pb%

Fe%

П%

Ni%1

С%

млн%

С%

Si%

Нб%

Химический состав согласно ASTM B505/B505M-18

Значение 1Ni включает Co.

Примечание: Cu + сумма именованных элементов, 99,5% мин. Отдельные значения представляют максимумы.

Рем.

0,01

0,25-
1,50

0,02

28.00-
32.00

0,15

1,50

0,02

0,50

0,50-
1,50

Медный сплав UNS №	Рейтинг обрабатываемости	Плотность (фунт/дюйм3 при 68 °F)
С96400	20	0,323

Прочность на растяжение, не менее		Предел текучести при удлинении 0,5% под нагрузкой, мин.		Удлинение, 2 дюйма или не менее 50 мм	Твердость по Бринеллю
Механические свойства в соответствии с ASTM B505/B505M-18
тысяч фунтов на квадратный дюйм	МПа	тыс. фунтов/кв.дюйм	МПа	%	типичный BHN
65	448	35	241	25

	Стандарт США	Метрическая система
Физические свойства предоставлены CDA
Точка плавления – ликвидус	2260 °F	1238 °С
Точка плавления – Солидус	2140 °F	1171 °С
Плотность	0,323 фунта/дюйм3 при 68 °F	8,94 г/см3 при 20 °C
Удельный вес	8,94	8,94
Электропроводность	5% IACS при 68 °F	0,029 мегасименс/см при 20 °C
Теплопроводность	16,4 БТЕ/кв. фут/фут·ч/°F при 68 °F	28,4 Вт/м при 20 °C
Коэффициент теплового расширения 68-572	9 · 10-6 на °F (68-572 °F)	15,5 · 10-6 на °C (20-300 °C)
Удельная теплоемкость	0,09 БТЕ/фунт/°F при 68 °F	377,1 Дж/кг при 20 °C
Модуль упругости при растяжении	21000 фунтов/кв. дюйм	144791 МПа

Техника	Пригодность
Свойства изготовления, предоставленные CDA *Присадочный металл R CuNi или E CuNi.
Пайка	Отлично
Пайка	Отлично
Ацетиленовая сварка	Не рекомендуется
Дуговая сварка в среде защитного газа*	Хорошо
Дуговая сварка металла с покрытием*	Хорошо
Класс обрабатываемости	20

Лечение	Время*
Тепловые свойства, предоставленные CDA Температура измеряется в градусах Фаренгейта. *Для снятия напряжения, обработки на твердый раствор и отжига – время измеряется в часах/дюйм толщины. Для термической обработки осаждением – время измеряется в часах.
Обработка раствором	0

Тепловые свойства, предоставленные CDA

*Температура измеряется в градусах Фаренгейта. **Для снятия напряжения, обработки на твердый раствор и отжига – время измеряется в часах/дюйм толщины. Для термической обработки осаждением – время измеряется в часах.

Лечение

Время*

Обработка раствором

ПОИСК ПО НОМЕРУ CDA

C23000C24000C26000C31600C52100C53400C62400C64210C65100C67400C67410C67600C69400C69430C83600C83800C84200C84400C84800

3 C86200 C86400 C86500 C86700 C87850 C89320 C89325 C89520 C89831 C89833 C89844 C

C C

C C C

C C C92300 C92500 C92700 C92800 C92900 C93400 C93500 C93600 C93700 C93800 C93900 C94000 C94100 C94300 C94700 C94700HT C94800

C95200 C95300 C95300HT C95400HT C95410 C95410HT C95500HT C95520HT C95600 C95800 C96400 C96900HT C97300 C97600 C97800 C99500 КОНКАСТ380

C14500 C31400 C51000 C54400 C63000 C63020 C64200 C67300 C72900 (AMS 4596) C72900 (АМС 4597) C72900 (АМС 4598) C86300 C89835 C

C93200 C95400 C95500 C95510 C95900

Плотность, прочность, твердость, температура плавления

О мельхиоре

Мельхиор представляют собой медно-никелевые сплавы, обычно содержащие от 60 до 90 процентов меди и никеля в качестве основного легирующего элемента. Два основных сплава 90/10 и 70/30. Также могут содержаться другие укрепляющие элементы, такие как марганец и железо. Мельхиоры обладают отличной стойкостью к коррозии , вызываемой морской водой. Несмотря на высокое содержание меди, мельхиор имеет серебристый цвет. Добавление никеля к меди также повышает прочность и коррозионную стойкость, но сохраняет хорошую пластичность.

Сводка

Имя	Мельхиор
Фаза на STP	твердый
Плотность	8940 кг/м3
Предел прочности при растяжении	275 МПа
Предел текучести	105 МПа
Модуль упругости Юнга	135 ГПа
Твердость по Бринеллю	100 лев.
Точка плавления	1100 °С
Теплопроводность	40 Вт/мК
Теплоемкость	400 Дж/г К
Цена	8 $/кг

Плотность мельхиора

Типичные плотности различных веществ даны при атмосферном давлении. Плотность определяется как масса на единицу объема . Это 90 103 интенсивное свойство , который математически определяется как масса, деленная на объем: ρ = m/V

Другими словами, плотность (ρ) вещества представляет собой общую массу (m) этого вещества, деленную на общий объем (V) занимает это вещество. Стандартная единица СИ составляет килограмма на кубический метр ( кг/м ³ ). Стандартная английская единица измерения – 90 103 фунтов массы на кубический фут 90 106 (90 103 фунтов/фут 91 108 3 ).

Плотность мельхиора 8940 кг/м ³ .

Пример: Плотность

Рассчитайте высоту куба из мельхиора, который весит одну метрическую тонну.

Решение:

Плотность определяется как масса на единицу объема . Математически он определяется как масса, деленная на объем: ρ = m/V

Поскольку объем куба равен третьей степени его сторон (V = a ³ ), высоту этого куба можно рассчитать:

Тогда высота этого куба равна a = 0,482 м .

Плотность материалов

Механические свойства мельхиора

Материалы часто выбирают для различных применений, потому что они имеют желаемое сочетание механических характеристик. Для структурных применений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.

Прочность мельхиора

В механике материалов Прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Предел прочности при растяжении

Предел прочности при растяжении Мельхиор – UNS C70600 составляет около 275 МПа.

Предел прочности при растяжении является максимальным на инженерной кривой напряжения-деформации. Это соответствует максимальному напряжению , которое может выдержать конструкция при растяжении. Предельная прочность на растяжение часто сокращается до «предельной прочности» или даже до «предельной». Если это напряжение применяется и поддерживается, произойдет разрушение. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 % превышает предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает сужение, когда площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая напряжение-деформация не содержит более высокого напряжения, чем предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; поэтому его значение не зависит от размера испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов, температура испытательной среды и материала. Предел прочности при растяжении варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.

Предел текучести

Предел текучести Мельхиора – UNS C70600 составляет около 105 МПа.

Точка текучести — это точка на кривой напряжения-деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. До предела текучести материал будет упруго деформироваться и вернется к своей первоначальной форме, когда приложенное напряжение будет снято. Как только предел текучести пройден, некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют явление, называемое явлением предела текучести. Пределы текучести варьируются от 35 МПа для низкопрочного алюминия до более 1400 МПа для очень высокопрочных сталей.

Модуль упругости Юнга

Модуль упругости Юнга Мельхиора – UNS C70600 составляет около 135 ГПа.

Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости при растяжении и сжатии в режиме линейной упругости одноосной деформации и обычно оценивается испытаниями на растяжение. Вплоть до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из своего положения равновесия. Все атомы смещены на одинаковую величину и сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и остаточная деформация не возникает. Согласно Закон Гука, напряжение пропорционально деформации (в области упругости), а наклон равен модулю Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.

Твердость Cupronickel

Твердость Brinell Cupronickel – UNS C70600 – это приблизительно HB 100.

Тест на твердость, становленный на твердость, является одним из самых популярных тестирования. тестирование. В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением, сделанным при предварительном нагружении (незначительная нагрузка). Незначительная нагрузка устанавливает нулевое положение. Прикладывается основная нагрузка, затем ее снимают, сохраняя при этом второстепенную нагрузку. Разница между глубиной проникновения до и после приложения основной нагрузки используется для расчета Число твердости по Роквеллу . То есть глубина проникновения и твердость обратно пропорциональны. Главным преимуществом твердости по Роквеллу является возможность отображать значения твердости напрямую . Результатом является безразмерное число, обозначаемое как HRA, HRB, HRC и т. д., где последняя буква соответствует соответствующей шкале Роквелла.

Испытание Rockwell C проводится с пенетратором Brale ( алмазный конус 120° ) и основной нагрузкой 150 кг.

Пример: Прочность

Предположим, пластиковый стержень, который изготовлен из мельхиора. Этот пластиковый стержень имеет площадь поперечного сечения 1 см ² . Рассчитайте усилие на растяжение, необходимое для достижения предела прочности на растяжение для этого материала, которое составляет: UTS = 275 МПа.

Решение:

Напряжение (σ) можно приравнять нагрузке на единицу площади или силе (F), приложенной к площади поперечного сечения (A) перпендикулярно силе, как:

, следовательно, растяжение усилие, необходимое для достижения предела прочности на растяжение:

F = UTS x A = 275 x 10 ⁶ x 0,0001 = 27 500 N

Прочность материалов

ЭЛАСТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Твердость материалов

18
.
Мельхиор
Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и на воздействие тепла. Когда твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а размеры увеличиваются. Но различные материалы реагируют на применение тепла по-разному .
Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность являются свойствами, которые часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.
Температура плавления мельхиора
Температура плавления мельхиора – UNS C70600 составляет около 1100°C.
В общем, плавление является фазовым переходом вещества из твердого состояния в жидкое. точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. Точка плавления также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут находиться в равновесии.
Теплопроводность мельхиора
Теплопроводность мельхиора – UNS C70600 составляет 40 Вт/(м.К).
Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м.К . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.
Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. В общем:
Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно мы можем написать к = к (Т) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Пример: Расчет теплопередачи
Теплопроводность определяется как количество тепла (в ваттах), передаваемое через квадрат материала заданной толщины (в метрах) из-за разницы температур. Чем ниже теплопроводность материала, тем выше его способность сопротивляться теплопередаче.
Рассчитайте скорость теплового потока через стену площадью 3 м x 10 м (A = 30 м ² ). Стена имеет толщину 15 см (L ₁ ) и изготовлена из мельхиора с теплопроводностью k ₁ = 40 Вт/м.К (плохой теплоизолятор). Предположим, что внутренняя и наружная температуры равны 22°C и -8°C, а коэффициенты конвекционной теплопередачи на внутренней и внешней сторонах равны h ₁ = 10 Вт/м ² К и h ₂ = 30 Вт/м ² К соответственно. Обратите внимание, что эти коэффициенты конвекции сильно зависят, в частности, от окружающих и внутренних условий (ветер, влажность и т. д.).
Рассчитайте поток тепла ( потери тепла ) через эту стену.
Решение:
Как уже было сказано, многие процессы теплопередачи включают составные системы и даже включают комбинацию проводимости и конвекции . С этими композитными системами часто бывает удобно работать с общим коэффициентом теплопередачи , , известным как U-фактор . U-фактор определяется выражением, аналогичным закону охлаждения Ньютона :
Общий коэффициент теплопередачи связан с полным тепловым сопротивлением и зависит от геометрии задачи.
Предполагая одномерный теплообмен через плоскую стенку и пренебрегая излучением, общий коэффициент теплопередачи может быть рассчитан как:

Тогда общий коэффициент теплопередачи равен: U = 1 / (1/10 + 0,15/40 + 1/30) = 7,29 Вт/м ² K
Тепловой поток можно рассчитать следующим образом: q = 7,29 [Вт/м ² K] x 30 [K] = 218,85 Вт/м ²
Общие потери тепла через эту стену будут быть: q _потери = q .