NIKL A JEHO SLITINY

1. NIKL A JEHO SLITINY • Nikl je drahý feromagnetický kov s velmi dobrou korozní odolností.V měkkém stavu podle pevnosti by patřil spíš do skupiny střední (400 – 450 MPa), tvářením za studena lze však jeho pevnost zvýšit 2 až 2,5krát. • Teplota tání niklu je 1453°C, měrná hmotnost 8,9 .103 kgm-3. • významnou vlastností Ni je vysoká vrubová houževnatost i při nízkých teplotách

2. Použití niklu • Hlavní oblasti použití Ni – asi 60 % Ni se spotřebuje jako přísada do slitinových ocelí, kde zvyšuje zejména vrubovou houževnatost při nízkých teplotách, • v elektrotechnice se Ni využívá pro regulační odpory či odporové teploměry, • jako konstrukční materiál se používá pro ventilová sedla či součásti parních armatur, • asi 25% spotřeby představují vlastní Ni slitiny

3. Slitiny niklu - konstrukční • Monely – slitiny Ni-Cu mají vysokou pevnost, odolnost proti korozi. Obsahují 29 až 32 %Cu, případně další prvky (Si, Mn, Fe, Al). S přísadou Al jsou vytvrditelné a dosahují pevnosti až 1400 MPa. • Monely se používají pro zařízení potravinářského, farmaceutického a chemického průmyslu, součásti čerpadel a lopatky turbín.

4. Slitiny niklu - konstrukční • Slitiny Ni-Be : obsah Be do 2 %, po vytvrzení až 1800 MPa při dobré houževnatosti. Do 500°C na membrány, pružiny a trysky. • Slitiny Ni-Mn : možná přísada Si a Cr, výborná odolnost proti korozi i za vyšších teplot v prostředí sirných sloučenin – pro elektrody zapalovacích svíček • Slitiny Ni-Mo : pro odlitky v prostředí HCl a chloridů

5. Slitiny niklu se zvláštními fyzikálními vlastnostmi • Magneticky měkké slitiny • Termočlánkové slitiny • Odporové slitiny

6. Magneticky měkké slitiny • Magneticky měkké slitiny Ni-Fe (22 – 64%Fe) – Permaloy,zkratkou PY. Slitiny s nižším % Fe mohou mít i další přísady, např. Mo, Cu, Cr a Si. Používají se pro jádra transformátorů měřicích zařízení a přístrojů. • Slitiny s malou teplotní roztažností jako invar, elinvar a kovar jsou na bázi Fe-Ni a obvykle se řadí k ocelím se zvláštními fyz.vlastnostmi tř.17

7. Termočlánkové slitiny: • základní požadavky na termočlánkovou dvojici jsou : • Velké termoelektrické napětí • Lineární závislost na teplotě • Zpracovatelnost na drát • Chemická odolnost Ni-Cr (9-12%Cr) – chromel s Ni slitinou alumel (Si,Mn,Al) tvoří termočlánek pro teploty 300 - 1000°C. Hodnoty termoelektrického napětí některých slitin (teplota studeného spoje 0°C)

8. Odporové slitiny • Jsou to slitiny Ni – Cr (cca 20%Cr), obchodní označení nichrom, chromnikl, pyrochrom – používají se pro topné odpory do 1150°C. • Přísadou až 25%Fe lze uspořit drahý a deficitní Ni, ale klesá použitelnost do teploty 1000°C.

9. Žárovzdorné a žáropevné slitiny Ni • Slitiny drahé, protože vyžadují vakuovou technologii výroby, obtížně se tváří i obrábí • Ni-Cr je soustava s neomezenou rozpustností, tvoří tedy TR, Cr bývá zastoupen 15 – 30%.

10. Slitiny žárovzdorné • Mohou být na bázi Ni-Cr nebo Ni-Cr –Fe, které částečně nahrazuje Cr (obsah Fe až 20%). • Struktura je tvořena TR, který může být zpevněn pouze substitučně, proto při zatížení za vyšších teplot velké nebezpečí značné rychlosti tečení. • Obsah uhlíku a ostatních prvků, které by mohly tvořit nežádoucí fáze je minimální.

11. Slitiny žáropevné • Opět jako bázi TR Ni-Cr, dalšími přísadami je Ti, Al, které tvoří vytvrzující přísady a prvky karbidotvorné, které vytváří vlastní karbidy. Při vytvrzování vzniká fáze Ni3(Ti,Al), kterou lze považovat za TR titanu ve sloučenině Ni3Al a označuje se γ. Vysoká žáropevnost je podmíněna přítomností velmi jemných precipitátů této fáze. Při vyšším procentu však se výrazně zhoršuje tvárnost, takže slitiny lze pouze přesně odlévat.

12. V praxi jsou používané např. slitiny typu NIMONIC (Ni, 10-20%Cr, 15-20%Co, s přídavkem Mo, AL, Ti, příp.B,Zr), provozní teploty bývají 660 - 870°C při napětí 300 MPa. Slitiny s vyšším obsahem Mo mají vyšší odolnost. Slitiny podobné jako nimonic ale bez kobaltu jsou slitiny typu INCONEL, které však snesou nižší zatížení. Další obchodní označení slitin je např.Hastelloy. Tyto slitiny mají také výbornou odolnost proti korozi.