Hợp kim đồng-niken Tính chất, gia công, ứng dụng - Phần 2

ĐẶC TÍNH
Hợp kim Cu-Ni có các tính chất vật lý thú vị, tính chất cơ học tốt - ngay cả khi tải liên tục và ở nhiệt độ cao - cùng với khả năng chống ăn mòn cao trong nhiều phương tiện - đặc biệt là nước biển.

Các tính chất của hợp kim Cu-Ni nhị phân không đủ cho nhiều ứng dụng. Một số tính chất của hợp kim Cu-Ni có thể được tăng lên đáng kể bằng một số bổ sung. Trong số các nguyên tố bổ sung, mangan, sắt và thiếc và niobi và silic rất quan trọng về mặt kỹ thuật, cũng là crôm, berili và nhôm (xem 1.3).

Tính chất vật lý

Niken có ảnh hưởng rõ rệt đến màu của hợp kim Cu-Ni. Màu đồng trở nên nhạt hơn khi niken được thêm vào. Hợp kim có màu trắng gần như bạc từ khoảng 15% niken. Độ bóng và độ tinh khiết của màu tăng theo hàm lượng niken; từ khoảng 40% niken, một bề mặt được đánh bóng khó có thể phân biệt với bề mặt của bạc.

Các tính chất vật lý quan trọng của hợp kim Cu-Ni rèn được tiêu chuẩn hóa trong EN được tóm tắt trong Bảng 6 và các tính chất của hợp kim kháng Cu-Ni được tiêu chuẩn hóa trong DIN 17 471 được thể hiện trong Bảng 7 .

Mật độ của đồng (8,93 kg / dm 3 ở 20 ° C) chỉ thay đổi một chút khi tăng hàm lượng niken (mật độ niken ở 20 ° C = 8,9 kg / dm 3 ) và là 8,9 kg / dm3 cho tất cả các hợp kim Cu-Ni được chỉ định trong DIN 17 664. Khía cạnh này cũng có thể được nhìn thấy trong Bảng 7 với các tính chất vật lý của hợp kim kháng Cu-Ni với DIN 17 471. Độ dẫn nhiệt cao của đồng nguyên chất 394 W / (mK) bị giảm nghiêm trọng bởi niken ( Hình 7); nó đạt tối thiểu là c. 21 W / (mK) ở khoảng 45% Ni. Hệ số giãn nở tuyến tính ban đầu giảm mạnh khi bổ sung niken, sau đó chậm hơn (Hình 8). Nhiệt dung riêng (ở 20 ° C) của đồng là 0,385 J / (gK) và của niken là 0,452 J / (g. K). Khi hàm lượng niken tăng lên, đầu tiên nó sẽ giảm nhẹ và giá trị trung bình là 0,377 J / (gK) có thể được dự kiến.

Hình 7 . (DKI A 4055) Độ dẫn nhiệt của hợp kim Cu-Ni ở 20 ° C là hàm của hàm lượng niken [1]

Hình 8 . (DKI A 4056) Hệ số trung bình giãn nở tuyến tính của hợp kim Cu-Ni là hàm của hàm lượng niken [1]

Điện trở suất của hợp kim kháng Cu-Ni ở các nhiệt độ khác nhau được thể hiện trong Bảng 8. Nó tăng mạnh với hàm lượng niken, do đó hợp kim Cu-Ni thích hợp làm vật liệu kháng. Một tối đa xảy ra tại c. 45% Ni. Tối thiểu của hệ số nhiệt độ của điện trở là trong cùng một khoảng nồng độ.

Hình 9 . (DKI A 4057) Điện trở suất và hệ số nhiệt độ điện trở của hợp kim Cu-Ni là hàm của hàm lượng niken [1]

Năng lượng nhiệt điện cao của hợp kim Cu-Ni trong khoảng từ 40 đến 50% Ni đặc biệt đáng chú ý so với các kim loại khác như sắt (Hình 10), đồng, bạch kim, v.v ... Do đó, chúng đặc biệt thích hợp để sử dụng trong cặp nhiệt độ cho nhiệt độ đo trong một phạm vi nhiệt độ vừa phải. Hình 11 cho thấy năng lượng nhiệt điện của CuNi44 so với đồng và sắt là một hàm của nhiệt độ. Lực nhiệt điện cao của CuNi44 không bao gồm việc sử dụng làm vật liệu điện trở trong các thiết bị điện áp thấp, bởi vì các kết nối đồng với CuNi44 tạo thành một cặp nhiệt điện.

Hình 10 . (DKI A 4058) Nhiệt điện của hợp kim Cu-Ni so với sắt ở 816 ° C là hàm của hàm lượng niken [1]

Hình 11 . (DKI A 4059) của CuNi44 so với đồng và sắt (giá trị cơ bản của lực nhiệt điện theo DIN 43 710) [6]

Mô đun đàn hồi (xem Bảng 6) tăng với hàm lượng niken (CuNi10FeMn: 130 kN / mm 2 ; CuNi44Mn1: 165 kN / mm 2 ).

Hợp kim Cu-Ni không thể hiện bất kỳ ferromagnetism. Đồng là từ tính, niken là sắt từ. Hợp kim niken-đồng thay đổi từ diamag từ thông qua thuận từ sang sắt từ khi hàm lượng niken tăng. Tùy thuộc vào hợp kim, sắt có tác dụng nhỏ khi có trong dung dịch rắn. Nếu sắt bị kết tủa, các hạt vi mô sắt từ này dẫn đến sự gia tăng vĩ mô của sắt từ.

Ma trận không có kết tủa vẫn còn diamag từ hoặc thuận từ. Hợp kim Cu-Ni chứa 20 đến 25% Ni và 20% Fe hoặc khoảng 25% Co là các vật liệu từ tính rõ rệt. Là kết quả của lực lượng cưỡng chế và cưỡng chế cao, chúng cũng phù hợp với nam châm vĩnh cửu.

Tất cả các tính chất vật lý của hai hợp kim Cu-Ni rèn CuNi10Fe1Mn và CuNi30Mn1Fe đã được nghiên cứu kỹ lưỡng và được biết đến từ nhiệt độ phòng đến 1000 ° C [8] .

Một số tính chất vật lý của hợp kim đúc Cu-Ni theo DIN 1982 được thể hiện trong Bảng 9.

Tính chất cơ học:

2.2.1 Tính chất cơ học ở nhiệt độ phòng
2.2.1.1 Hợp kim Cu-Ni rèn
Bảng 10 chứa các đặc tính cơ học đặc trưng cho tấm và dải hợp kim Cu-Ni rèn phù hợp với EN 1652. Dữ liệu tiếp theo được đưa ra trong các tiêu chuẩn sản phẩm bán chế tạo tương ứng. Điều kiện vật liệu được biểu thị trong các tiêu chuẩn thuộc tính cơ học bằng cách thêm chữ R vào ký hiệu nhận dạng hợp kim, với một số sau, ví dụ CuNi10Fe1Mn R320. Độ bền kéo tối thiểu 320 N / mm 2 được đảm bảo cho mức cường độ R320. Ứng suất và độ giãn dài 0,2% cũng được xác định theo mức cường độ. Độ cứng tối thiểu (độ cứng Vickers) được đảm bảo bằng cách thêm chữ H với một số sau, ví dụ CuNi19Fe1Mn H100.

Bảng 11 cho thấy độ bền kéo và độ giãn dài của hợp kim kháng Cu-Ni.

Mời Quý khách xem tiếp Phần 3: Hợp kim đồng-niken Tính chất, gia công, ứng dụng - Phần 3 

ĐỪNG NGẦN NGẠI HÃY GỌI NGAY CHO CHÚNG TÔI - CHÚNG TÔI LUÔN SẴN SÀNG PHỤC VỤ

HOẶC CLICK: ĐỀ NGHỊ BÁO GIÁ