Histoire de la découverte des alliages de nickel. Propriétés physiques et mécaniques.

Lenickel a la propriété de dissoudre d'autres métaux sans perdre ses propriétés, ce qui confère aux alliages résistance à la chaleur et ductilité. Cette propriété a donné naissance à un grand nombre d'alliages de nickel qui présentent de nombreux avantages. Le nickel forme avec d'autres métaux des solutions solides qui présentent un ferromagnétisme et une grande résistance à la corrosion dans des environnements gazeux et liquides corrosifs. Dans ces alliages, il n'y a pas de transformations allotropiques.

Depuis la fin du XIXe siècle, les alliages nickel-cuivre, qui présentent une ductilité élevée, des propriétés électriques intéressantes et une bonne résistance à la corrosion, sont de plus en plus populaires. Les alliages de type Monel ont trouvé l'application pratique la plus large. Ces alliages, ainsi que les cunyles, se distinguent parmi les matériaux de construction par leur grande résistance chimique à l'eau, aux milieux gazeux, aux alcalis et aux acides forts.

Les alliages ferromagnétiques (40-85% Ni + Fe) jouent un rôle important dans l'ingénierie. Ces alliages appartiennent à la classe des matériaux magnétiquement doux. Parmi eux, on trouve des alliages caractérisés par une valeur élevée de perméabilité magnétique (permalloy), une constance, une qualité dans des conditions externes changeantes (perminvar), une perméabilité magnétique élevée et une saturation magnétique maximale (permenorm). Ces alliages sont largement utilisés dans presque tous les domaines de la technologie où une grande sensibilité des éléments de travail aux fluctuations du champ magnétique est nécessaire.

Les alliages contenant 45 à 55 % de nickel sont très demandés pour les contacts étanches entre le verre et le métal. Ces alliages, alliés au Co ou au Cu, ont pratiquement le même coefficient de dilatation thermique linéaire que le verre.

Lesalliages Ni + Co qui contiennent 4 ou 18% de nickel sont classés comme matériaux magnétostrictifs. Ces alliages sont très résistants à la corrosion dans l'eau de mer et de rivière. Ils sont généralement largement utilisés dans la fabrication d'équipements hydroacoustiques.

Avec l'avènement du vingtième siècle et le développement de l'ingénierie électrique, une nouvelle classe d'alliages de nickel a été mise au point. La résistance à la chaleur de ce métal dans l'air est très élevée, mais elle peut être améliorée par l'ajout de Cr, Si, Al. Les alliages de nickel avec Si Al, Mn et les alliages de nickel avec 10% de Cr ont une résistance à la chaleur combinée à des propriétés thermoélectriques. Les thermocouples les plus courants sont les thermocouples chromel-alumel et sont utilisés en laboratoire et dans l'industrie. Les thermocouples en copel et en chromel sont également utilisés.

Alliages Ni c Cr, également appelés nichromes. Ces alliages sont résistants à la chaleur et sont largement utilisés dans la technologie. Toutefois, les nichromes ayant une teneur en nickel d'environ 80 % sont particulièrement populaires. Ils ont été considérés comme les alliages industriels les plus résistants à la chaleur, mais seulement jusqu'à l'avènement des chromates. Pour rendre les nichromes moins chers, la teneur en nickel a été réduite et c'est ainsi que sont nés les ferronichromes. Dans les ferrochromes, la majeure partie du nickel est remplacée par du fer. La composition la plus courante contient 60 % de nickel, 15 % de chrome et 25 % de fer.

Par rapport aux nichromes, les ferrinichromes ont une résistance plus faible et sont utilisés à des températures plus basses. Il convient de mentionner que les nichromes et les ferronichromes ont une résistance électrique très élevée d'environ 1,05-1,4 μOhm-m2/m. Avec les chromates, ils font partie des principales classes d'alliages utilisées pour les radiateurs électriques à haute température. En règle générale, les nichromes alliés au silicium, jusqu'à environ 1,5 %, sont utilisés avec des métaux tels que les terres rares et les métaux alcalins. La limite de température de travail pour ce type de nichrome est de 1200 °C et pour certaines qualités jusqu'à 1250 °C. Les nichromes sont en concurrence avec des alliages résistants à la chaleur qui contiennent 15 à 30 % de chrome et jusqu'à 4 % d'aluminium. Les alliages alliés au Si ne sont pas aussi résistants à la chaleur. Les alliages contenant du chrome et alliés à l'aluminium sont beaucoup plus difficiles à produire sous forme de bande ou de fil uniforme pour assurer un fonctionnement fiable des radiateurs électriques. Par conséquent, ces alliages sont principalement utilisés dans la fabrication de composants résistants à la chaleur dont la température de fonctionnement admissible peut atteindre 1250 °C et qui ne sont pas exposés à des contraintes mécaniques élevées.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, la Grande-Bretagne a commencé à produire des nimoniques, des alliages résistants à la chaleur Ni - Cr - Ti - Al. Ces alliages sont particulièrement résistants grâce à l'alliage du chrome avec 2,5 % de titane et 1,2 % d'aluminium. Ces alliages sont supérieurs au nichrome et aux aciers alliés en termes de résistance à la chaleur. Auparavant, on utilisait des aciers capables de fonctionner à une température de 750-800°C. L'avènement de la nimonique a marqué le début de l'ère des turbines à gaz d'avion. En peu de temps, un grand nombre d'alliages complexes liés à la nimonique ont été créés. Il s'agit d'alliages à base de Ti, Al, Nb, Ce, La, B, Zr. Leur température de fonctionnement atteint 1000°C... La qualité des alliages est affectée par l'alliage complexe - la capacité des alliages à se déformer à chaud. Il convient de noter que les alliages corroyés et les alliages coulés ont été reconnus précisément en raison de leur résistance élevée à la chaleur. Cependant, les alliages coulés n'ont pas une structure homogène et donnent lieu à des variations de propriétés. Afin de trouver la composition optimale, des oxydes réfractaires de thorium, de zirconium et d'aluminium ont été ajoutés aux alliages, ainsi que d'autres composés. Le meilleur matériau était un alliage de nickel avec des oxydes de thorium fortement dispersés.

Les alliages Ni - Mn, Ni - Cr, Ni - Mo jouent un rôle très important dans la technologie. Ces alliages ont des propriétés électriques intéressantes : résistance électrique élevée, faible valeur du coefficient de dilatation thermique et, en association avec le cuivre, faible valeur de la thermoélectricité. Ces alliages sont inférieurs au manganin en ce qui concerne la valeur du coefficient de résistance électrique thermique dans la plage de la température ambiante, mais ont une résistance électrique spécifique 3 à 4 fois supérieure. Ces alliages sont utilisés pour les petits éléments résistifs qui nécessitent des propriétés électriques constantes pendant toute leur durée de vie. Ces éléments sont fabriqués à partir de feuilles minces ou de microfils d'une épaisseur de 5 à 20 microns. Les alliages Ni - Cr ou Ni - Mo sont utilisés pour fabriquer de petites jauges de contrainte. Dans ces alliages, la variation de la résistance électrique dépend linéairement de la valeur de la déformation élastique.

Les équipements chimiques fonctionnent souvent dans des environnements corrosifs contenant des acides sulfuriques, chlorhydriques et phosphoriques de différentes concentrations à des températures proches du point d'ébullition. Les alliages Ni - Cr - Mo, Ni - Mo sont connus à l'étranger sous le nom d'halsteloy et de remanite. Sur le territoire de l'URSS, ces alliages sont connus sous les marques H70M28, Õ15Í65Ì16 Í, Í70Ì28Ô, Õ15Í55Ì16 Í. Ces alliages surpassent tous les aciers connus en termes de résistance à la corrosion.

Dans la pratique, il existe de nombreux autres alliages de nickel avec Fe, Mo, Cr, ainsi que d'autres éléments, qui présentent la combinaison souhaitée de propriétés mécaniques et physico-chimiques. On obtient ainsi des alliages résistants à la corrosion pour les ressorts et des alliages durs pour les poinçons, ainsi que de nombreux autres alliages. Outre ces alliages, le nickel entre dans la composition d'autres métaux.

Achat, prix

Evek GmbH vend le nickel et les alliages de nickel à un prix optimal. Le prix est basé sur les cours du LME (London Metal Exchange) et dépend des détails technologiques de la production, sans frais supplémentaires. Tous les lots sont certifiés. Nous proposons une large gamme de produits pour la production à grande échelle. Un large choix, des conseils complets de la part de nos responsables, des prix abordables et une livraison rapide sont le visage de notre entreprise. En cas d'achat en gros, nous proposons un système de remise. Nous attendons vos commandes avec impatience