3.2. Никель, кобальт и их сплавы
Никель и кобальт – элементы подгруппы железа. По свойствам они сходны с железом, однако имеют и ряд существенных отличий. Плотность их (около 8900 кг/м3) существенно выше плотности железа, чугунов и сталей [(7700…7900) кг/м3]. Оба металла также прочнее и твёрже, чем железо. Оба отличаются меньшей химической активностью и большей коррозионной стойкостью; особо ценное их качество – довольно высокая стойкость к газовой коррозии. Кроме того, оба элемента и их соединения высокотоксичны. Оба металла также значительно дороже железа и его сплавов.
Основное их использование – антикоррозионные наружные покрытия на изделия из железа и углеродистых сталей, наносимые электрохимически. Кроме того, из никеля и кобальта изготовляют детали и узлы пар скольжения и уплотнений. Особое значение имеют сплавы никеля и кобальта с железом – инвар, коинвар, маллой, пермаллой, супермаллой. Эти сплавы имеют высокие магнитные свойства и применяются для изготовления магнитопроводов электромагнитных устройств.
3.3. Медь и её сплавы
Медь – двадцать девятый элемент Периодической Системы. Один из двух окрашенных металлов. Мягкий металл. Плотность 8910 кг/м3. Отличается высокой тепло- и электропроводностью; диамагнитна. Хорошо поддаётся термомеханической обработке, литью, пайке и сварке.
Стандартный
потенциал основной реакции окисления
меди U0
(Cu0
Cu2+
) = 0,34 В. Медь достаточно устойчива к
действию воды и разбавленных водных
растворов кислот, щелочей и солей.
Неустойчива в растворах аммиака и аминов
(особенно алифатических). Также
неустойчива к окислителям (азотной
кислоте, концентрированной серной
кислоте, растворам бихроматов).
Медь как чистый металл в химическом машиностроении применяется для изготовления электроведущих деталей (провода, шины, электроды электрохимических реакторов); деталей и узлов пар скольжения и деталей уплотнений (вкладышей, гильз, колец, шайб) в аппаратуре высоких давлений и глубокого вакуума.
Большое значение имеют сплавы меди: латуни и бронзы.
Латуни. Сплавы меди, содержащие цинк (до 45 %). Кроме цинка, латуни легируют добавками Al, Mg, Si, Mn, Ni, Cr.
Бронзы. Любые сплавы меди, не содержащие цинка. Бронзы легируют добавками Sn, Al, Mg, Si, Mn, Ni, Cr, Ве.
Маркировка
Латуни. ЛАЖ 60-1-1 Бронзы. БрАЖН 10-4-4
| | | | | |____ (1…2) % Fe | | | | | | |____ (3,5…5,5) % Ni
| | | | |______(1…2) % Al | | | | | |______(3,5…5,5) % Fe
| | | |_________(59…61) % Cu | | | | |_________(9…11) % Al
| | |____________ железо | | | |____________ никель
| |_____________ алюминий | | |_____________ железо
|_______________ латунь | |_______________ алюминий
|__________________ бронза
Латуни и бронзы по коррозионной стойкости не уступают или превосходят медь (особенно по отношению к атмосферной коррозии). По механическим свойствам, как правило, превосходят медь. Наибольшей стойкостью отличаются алюминиево-бериллиевые бронзы. Применяются для изготовления труб, корпусов и внутренних деталей трубопроводной арматуры, уплотнительных деталей аппаратуры, теплообменных аппаратов, деталей КИПСА.