ニッケルの歴史

19世紀以降、高い延性、貴重な電気特性、そして耐食性を持つ銅-ニッケル合金への関心が高まっています。このグループの合金の中で、モネルとクニアルは最も広く実用化されています。これらは、建設材料の中で、水中、熱いガス環境、強いアルカリや酸に対する化学的耐性の高さが際立っています。ニッケルは他の金属を溶解する特性を持ち、それにより、自身の優れた特性を失わず、耐熱性と延性を合金に付与します。この特性のおかげで、多くのニッケル合金が作られ、多くの利点を備えています。ニッケルは他の金属と強固な固溶体を形成し、それらはフェロ磁性、ガスや液体の腐食環境における高い耐食性を示します。また、これらの合金には同素変態が存在しません。

フェロ磁性体

フェロ磁性体 (40-85% Ni + Fe) は技術において重要な役割を果たしています。これらは軟磁性材料のクラスに属し、その中にはパーマロイと呼ばれる高い磁気透過率を持つもの、外部条件の変化に対して特性を保持するパーマインヴァー、高い磁気透過率と最大の磁気飽和を持つパーメノルムがあります。これらの材料は、磁場の変動に対して働く要素の高い感度が求められるほとんどの技術分野で広く使用されています。

磁歪材料

ニッケル含有量が4〜18%の合金で、コバルトが添加されたものは磁歪材料のグループに属します。これらの種類は、海水や淡水中で高い耐腐食性を持っています。通常、これらは水中音響機器の製造に広く使用されます。20世紀の到来とともに電気工学の発展により、新しい種類のニッケル合金が開発されました。この金属の空気中での耐熱性は非常に高いですが、Cr, Si, Alによってさらに向上させることができます。

熱電対

Si, Al, Mnで合金化されたニッケル、そして10% Crで合金化されたものは、耐熱性と熱電特性を兼ね備えています。最も普及している熱電対はクロメル・アルメル熱電対で、実験室技術や産業で使用されています。また、コペルとクロメルからなる熱電対も使用されています。

密封接触

45-55% Niを含み、CoまたはCuで合金化されたニッケル合金は、ガラスと金属の間の密封接触に需要があります。これらはガラスとほぼ同じ線形熱膨張係数を持っています。

熱電極材料

ニクロム。高い耐熱性を持ち、電気技術で広く使用されています。しかし、特に人気があるのは、ニッケル含有量が約80%のニクロムです。これらは、耐熱性のある産業用合金として最も優れていると見なされていましたが、クロマールの登場まででした。ニクロムのコストを削減するために、ニッケルの含有量を減らし、その結果フェロニクロムが登場しました。フェロニクロムでは、ニッケルの大部分が鉄に置き換えられています。一番普及している構成は、60% Ni, 15% Cr, 25% Feを含みます。

フェロニクロム。ニクロムと比較して、フェロニクロムはより低い操作耐性を持ち、より低い温度で使用されます。注目すべきは、ニクロムとフェロニクロムは両方とも約1.05-1.4μΩ·mm²/mの非常に高い電気抵抗を持っているということです。クロマールとともに、高温電気ヒーターの製造に使用される重要な合金クラスに属します。通常、シリコンで1.5%くらい軽金属やアルカリ金属を入れているニクロムを使用します。このタイプのニクロムの作業温度の限界は1200°Cまでで、いくつかの種類では1250°Cに達します。ニクロムと競合しているのは、15-30% Crと最大4% Alを含む耐熱材料です。しかし、アルミニウムを含むクロム含有合金は、電気ヒーターの信頼的な動作のために、組成の均一なリボンやワイヤーを得るのがはるかに難しいです。これらの資料は、高温の部品の基盤である機械的負荷を受けない部品で、許容作業温度が1250°Cまでです。

構造的ブランド

ニモニック。第二次世界大戦中、イギリスではニモニックの生産が始まりました。Ni-Cr-Ti-Al耐熱合金です。特に、耐熱性はクロム、チタン(2.5%)、アルミニウム(1.2%)によって向上しています。ニモニックは、ニクロムや合金鋼よりも優れた耐熱性を持っています。それまで使用されていた鋼は、750-800°Cの温度範囲で機能しました。ニモニックスの出現は、航空用ガスタービンエンジンの時代を開きました。短期間で、多くの複雑に合金化された合金が作られ、ニモニックスに分類されました。これらはTi, Al, Nb, Ce, La, B, Zrで合金化されています。それらの作業温度は1000°Cに達します。複雑な合金化が合金の品質に悪影響を及ぼし、熱加圧処理に対する合金の能力が低下します。変形可能な合金鋼や合金鋳造ニッケル合金は、その高い耐熱性のおかげで認知されました。しかし、鋳造品にはあまり均一でない構造があり、特性のばらつきが生じる可能性があります。理想的な組成を見つけるために、合金には耐火性酸化物のトリウム、ジルコニウム、アルミニウムや他の化合物が導入されました。最良のものは、微細な酸化物を含むニッケル合金です。

合金化

Mn, Cr, Moなどの元素で合金化されたニッケル鋼は、技術において非常に重要な役割を果たしています。これらの鋼は、貴重な電気的特性を持っています: 高い電気抵抗、低い温度拡張係数、銅との組み合わせでの低い熱電動力率。これらのブランドは室温範囲での電気抵抗率の係数でマンガニンに劣りますが、3-4倍の比抵抗を持っています。このようなニッケル鋼は、小型の抵抗素子に使用され、使用期間中の電気特性の一定性が必要です。これらの素子は、5から20μmの薄い箔またはワイヤーから作られています。小型のストレインゲージ用にはNi-CrまたはNi-Mo合金が使用されます。このような合金では、電気抵抗の変化が弾性的変形の大きさに対して線形に依存します。

産業用化学品

化学機器は、しばしば硫酸、塩酸、リン酸の異なる濃度の攻撃的な環境で動作し、その温度は沸点に近いです。Ni-Cr-Mo, Ni-Mo合金は、海外ではハストロイやリモナイトとして知られています。ソビエト連邦では、これらのニッケル合金は、H70M28, Х15Н65М16 В, Н70М28Ф, Х15Н55М16 Вというブランドで知られています。これらは、腐食に対する耐性という点で、すべての既知の鋼を凌駕します。

供給者

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