Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 [ 121 ] 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

дисперсные шлаковые включения и поэтому не влияют на физические свойства металлов.

Составы присадочных проволок приведены в табл. 27.5. Применение присадочных проволок для сварки чистой меди, приведенных в табл. 27.5, позволяет получить металл шва с физическими и механическими свойствами на уровне основного металла Ml, коррозионная стойкость сварных соединений такая же, как и у основного металла.

Другие способы сварки. Медь, как металл высокой пластичности, хорошо сваривается всеми видами сварки термомеханического класса, кроме контактной сварки, так как медь обладает малым переходным электрическим сопротивлением. Для приварки выводов из тонких медных проволок в изделиях электронной техники используют термокомпрессионную сварку. Для более крупных изделий сложной конфигурации широко применяют диффузионную сварку в вакууме, позволяющую получать соединения меди не только с медью, но и с другими металлами и даже неметаллическими материалами.

Холодную сварку меди пластической деформацией сдвига или сдавливания используют для сварки медных шин в энергетических установках. В этом случае обеспечивается удовлетворительное электрическое сопротивление сварных соединений.

Глав а 28. НИКЕЛЬ И ЕГО СПЛАВЫ

(Фролов в. В., Ермолаева В. И.)

28.1. Физико-химические свойства никеля

Никель-химический элемент VHI группы Периодической системы Д И Менделеева с порядковым номером 28 и атомной массой 58,71 Никель образует две аллотропные модификации: a-Ni кристаллизуется в гексагональной решетке плотной упаковки и устойчив ниже 250 °С, P-Ni кристаллизуется в гранецентрироваиной кубической решетке

Основные свойства никеля приведены ниже [I]:

Плотность, кг/м ................. 8900

Температура плавления, °С ............ 1455

Температура кипения, °С ............. 3075

Коэффициент теплопроводности, Дж•cм~l•гpaд~ . . 0,59

Удельное электрическое сопротивление, мкОмм . . 13,7 Предел прочности при растяжении, МПа:

отожженного................. 4000-5000

деформированного ............... 7500-9000

Характерной особенностью никеля является сохранение пластических свойств при высоких и низких температурах (табл. 28 1) [3]

Никель обладает высокой коррозионной стойкостью при обычной температуре н при нагревании При обычной температуре воздух и вода ие действуют иа металлический никель. При нагревании Ni взаимодействует с Ог, S, Se, Sb, Р, С, Si и В

таблица 28./ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НИКЕЛЯ ПРИ РАЗНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Никель в твердом и расплавленном состоянии поглощает водород больше, чем медь.

Технический никель выпускают нескольких марок (ГОСТ 849-70), содержание чистого никеля составляет от 99,99 % (по массе) (марка НО) до 97,6 % (по массе) (марка Н4).

28.2. Основные марки, структура и механические свойства

Никелевые сплавы, содержащие 55 % и более Ni, являются важнейшими конструкционными материалами благодаря их высокой коррозионной стойкости, жаростойкости и жаропрочности, достаточной пластичности. Наиболее распространены сплавы Ni с Си, Сг, Мо, А1, Fe, Ti, Be. Никелевые сплавы условно можно разделить на четыре группы: конструкционные, термоэлектродные, жаростойкие и сплавы с особыми свойствами. К первой группе относятся сплавы на медноникелевой основе (монель, мельхиор, нейзильбер и др ). Их химический состав определяется ГОСТ 492-73. Конструкционные сплавы отличаются повышенными механическими свойствами и высокой коррозионной стойкостью. Один из наиболее распространенных сплавов этой группы сплав монель НМЖМц-28-2,5-1,5 имеет структуру типа твердого раствора. Предел прочности этого сплава выше 440 МПа, относительное удлинение больше 25%, он хорошо обрабатывается в холодном и горячем состоянии, удовлетворительно сваривается.

Ко второй группе относятся сплавы типа хромель, алюмель, копель, манганин, константан. Эти сплавы отличаются большой электродвижущей силой и высоким удельным сопротивлением при малом температурном коэффициенте электросопротивления. Применяются они для изготовления прецизионных приборов, термопар и компенсационных проводов.

К третьей группе относятся нихромы, отличающиеся высокой жаропрочностью и жаростойкостью и применяющиеся главным образом для изготовления электронагревательных приборов, потенциометрнческих обмоток, малогабаритных сопротивлений. Химический состав сплавов этой группы определяется ГОСТ 5632-72, ГОСТ 12766-67. Основными компонентами этой группы никелевых сплавов являются хром и железо.

К четвертой группе можно отнести сплавы, обладающие высокой проницаемостью в магнитных полях, например пермаллой, сплавы с особыми упругими свойствами (иивар) и другие (ГОСТ 10.160-75). Пермаллой применяют для изготовления сердечников трансформаторов, деталей реле, маг-нитопроводов и других устройств.

Сплавы с особыми упругими свойствами (инвар 36Н, ковар 29НК) (ГОСТ 10994-76) имеют заданную величину коэффициента теплового расширения и применяются для изготовления деталей, практически не изменяющих свои линейные размеры в интервале температур -60-f- +ЮСС, или, наоборот, для создания термобнметаллов, состоящих из нескольких слоев металла или сплава с различными коэффициентами теплового расширения. Слои термоби.металла прочно соединяются между собой по всей поверхности сопротивления сваркой При изготовлении термобиметаллических элементов к материалу предъявляются повышенные требования по свариваемости.

28.3. Свариваемость никеля и его сплавов

28.3.1. Сопротивляемость кристаллизационным трещинам

Сварка Ni и его сплавов затруднена вследствие высокой чувствительности к примесям. Наиболее отрицательное влияние на качество сварных швов оказывают С и S. Содержание С ограничивают до 0,15% (по массе), а в некоторых сплавах--до 0,05 % (по массе).

Сера обладает большим химическим сродством к никелю. Особенно это заметно при температурах выше 400 °С, когда в течение.короткого времени образуется сульфид никеля, дающий легкоплавкую эвтектику с никелем с температурой плавления 645 °С, которая располагается по границам зерен металла и может привести к появлению кристаллизационных трещин. Сульфид никеля может образоваться, если с никелем соприкасаются материалы, которые содержат даже небольшие количества серы, например горючие материалы, масла, краски и т. д. Количество серы в сплавах ограничивают 0,005 %--0,03 % (по массе). Введение в сплав небольшого количества лития [0,004-0,006 % (по массе)] резко уменьшает влияние серы [8].

Фосфор образует эвтектику NisP-Ni с температурой плавления 880 °С и также может привести к появлению кристаллизационных трещин, его содержание ограничивают 0,005 % (по массе). Свинец и висмут снижают технологические свойства никелевых сплавов, их содержание ограничивают 0,002- 0,005 % (по массе).

28.3.2. Склонность к порообразованию

Никель и его сплавы проявляют большую склонность к образованию пор вследствие хорошей растворимости в расплавленном металле азота, водорода, кислорода и резкого снижения растворимости при затвердевании металла. Легирование шВа Ti, Сг и V уменьшает пористость, а легирование Мп, С, Si, Fe увеличивает. При аргонодуговой сварке вероятность образования пор уменьшается с повышением качества защиты зоны сварки.

28.3.3. Физико-химические особенности

При сварке Ni и его сплавов, особенно с Си, основной металл не претерпевает структурных превращений, не закаливается, поэтому нет необходимости применять предварительный подогрев или последующую термообработку.

Некоторые сплавы Ni, особенно с Сг и Мо, проявляют склонность к межкристаллитной коррозии, для предотвращения которой сварное соединение подвергают отжигу. Сваривать такие