Виды железоникелевых сплавов

Все железоникелевые сплавы подразделяют также на необратимые с содержанием никеля от 0 и приблизительно до 30%, и обратимые с содержанием примерно 30-100% Ni. В последних происходит также магнитное превращение, но без изменения решетки и поэтому без гистерезиса. Со стороны железа точка этого превращения, ограничивающегося у-кристаллами (никель), снижается почти до комнатной температуры. О повышением содержания углерода, который значительно сдвигает превращение у - а в сторону железа, фаза становится немагнитной вплоть до комнатной температуры и ниже ее.

Эти немагнитные стали в у-состоянии с содержанием приблизительно 20-27% (обычно 25%) № и 0,2-0,5% С, а иногда с несколькими процентами хрома, образуют группу аустенитных никелевых сталей. Никель в них может быть частично заменен марганцем, причем 1% Мп заменяет 2%. К группе аустенитных сталей принадлежат также устойчивая против истирания сталь с 10-14% Мп 0,9-1,3%. Важнейшим представителем группы аустенитных сталей является нержавеющая хромоникелевая сталь, которую мы подробнее опишем в следующем разделе.

К аустенитным никелевым сталям примыкают железоникелевые сплавы, которые имеют разнообразное применение в связи с их особыми физическими свойствами. Магнитное превращение этих сплавов сопровождается различными менее значительными изменениями физических свойств, непрерывно происходящими в известной температурной области.

Эта аномалия обратимых сплавов особенно важна в отношении изменений объема, так как она противодействует термическому расширению. Вследствие этого сплав с содержанием около 36% Ш обнаруживает в сравнительно большом температурном интервале очень малое линейное расширение. Этот сплав под названием инвар нашел вследствие указанной особенности широкое применение в производстве измерительных приборов, в часовом деле, в производстве поршней, при изготовлении биметаллов и т. д.

Соответственно система железо-никель дает кроме того сплавы с самыми различными удлинениями, употребляющиеся для разных назначений. Недостатками обыкновенного инвара являются большая чувствительность по отношению к термической и механической обработке, необходимость точно выдерживать химический состав, а также появление старения из-за присутствия углерода. Для устранения явлений старения инвар обычно. Отпускается в течение нескольких дней при 300° и охлаждается до комнатной температуры в течение 3 месяцев.

Аномалия железоникелевых сплавов выражается в том, что модуль упругости ведет себя подобно объему. Инвар имеет положительный температурный коэффициент, т. е. модуль упругости в противоположность всем прочим сплавам увеличивается с повышением температуры. Путем известных присадок температурный коэффициент может быть доведен точно до нуля. Такой сплав элинвар особенно пригоден для изготовления пружин и маятников часовых механизмов, а также для физических измерительных инструментов. Сравнительно небольшая твердость этого и других железоникелевых сплавов может быть повышена присадкой бериллия (1%) и термической обработкой.

Сплавы системы железо - никель имеют большое значение еще и вследствие их магнитных свойств.