Почему рулетки изготавливают из особого сплава инвар кратко

Обновлено: 05.07.2024

Решение научно-технических задач часто связано с поиском материалов, обладающих свойствами, которых нет у природных материалов. К таким прогрессивным разработкам можно отнести прецизионные сплавы, в частности, инвар.

Инвар

Под прецизионными сплавами понимают такие металлические сплавы, которые придают выбранному основному металлу дополнительные, заранее заданные свойства. Иногда удаётся получить уникальные физические, химические или механические свойства. Итоговый результат определяется процентным соотношением каждого из металлов в сплаве. Для получения подобных сплавов используют следующие металлы: железо, никель, медь, кобальт и многие другие.

Очень интересную группу составляют прецизионные сплавы, обладающие так называемыми аномальными свойствами. Например, у них практически не изменяются, или изменяются в небольших пределах физические свойства при изменении внешних воздействий:

  • температуры внешней среды;
  • величины и свойств магнитного и электрического полей (амплитуды, частоты, фазы и поляризации);
  • увеличение или ослабление механических нагрузок;
  • воздействия реактивных сред.

Наиболее применяемых подобных сплавов насчитывается около двенадцати. Самые распространённые: инвар (магнитный сплав железа с никелем), элинвар, константан, перминвар, манганин.

Физико-химические свойства инвара

Внешний вид сплава

Внешний вид сплава

К физически свойствам относятся:

  • Коэффициент теплового расширения. Он достаточно низкий при очень широком диапазоне температуры (от -80°C до +100°C).
  • Температура плавления. Она составляет 1430°C.
  • Предел механической прочности равен 49 кгс/мм 2 .
  • Плотность стандартного сплава составляет 8130 кг/м³,

Эти уникальные физические характеристики объясняются следующими химическими свойствами:

  • Имеет характерно выраженную однофазную структуру.
  • Маленький коэффициент теплового расширения объясняется тем, что при нагреве общее тепловое расширение компенсируется магнитострикционным снижением объёмного показателя.

Для улучшения характеристик его подвергают различным видам механической обработки. Чтобы повысить прочность проводят холодную пластическую деформацию, а затем термообработку при низкой температуре. Повышение стойкости к коррозии достигается специальной полировкой. Высокой устойчивости к воздействию агрессивной внешней среды добиваются нанесением специальных защитных покрытий.

Часто на практике применяются две разновидности инвара: суперинвар с пониженным коэффициентом линейного расширения и нержавеющий инвар, в состав которого входит железо (почти 37%), кобальт (не менее 54%), хром (около 9%).

Применение инвара

Данный сплав железа с никелем изготавливается в форме проволоки или тонкой плоской ленты. Иногда по требованию заказчика ему придают другую форму. Это могут быть: небольшие по размеру листы, прутки или лента. Улучшение свойств обеспечивается за счёт создания особых технологических условий: плавки, последующей термической обработки, специфической деформации и обработки поверхности.

Детали из инвара

Детали из инвара

Инвар используется для производства некоторых деталей приборов, измерительной и экспериментальной аппаратуры, которые не должны менять свои линейные размеры в зависимости от изменений окружающей температуры. Из этого сплава изготавливают различные датчики, преобразователи энергии, одну из составляющих биметаллических элементов. Благодаря своим характеристикам он использовался для производства эталонов длины и массы.

Инвар применяется также в бытовой технике: телевизорах, радиоприёмниках, аудио и видеомагнитофонах, некоторых моделях высокоточных маятниковых часах.

Небольшие размеры деталей, сложность и высокая стоимость производства требует аккуратного обращения с аппаратурой, имеющей в своём составе прецизионные сплавы, такие как инвар.

Разновидности инвара применяются при производстве переходов металл-стекло, мембранных ёмкостей для перевозки сжиженного газа, в микроэлектронике в качестве подложек чипов, корпусов лазерных установок, волноводов. В последнее время разработана надёжная методика сварки. Это позволило значительно расширить область его применения.

Инвар (Invar) – металл (сплав) под изготовление высокостабильной механики

Высокоточные механические системы являются неотъемлемой частью многих современных технологий. Однако для производства высокоточных механических систем требуется соответствующий материал – металл или сплав, характеристики которого позволяют достичь нужного результата. И здесь на сцену механической инженерии выходит Инвар — металл, применимый там, где желательна высокая степень стабильности размеров при изменении температуры. Рассмотрим, что представляет собой уникальный сплав в действительности, чтобы иметь ясное представление.

Инвар — история появления железоникелевого сплава

Сплав Инвар впервые удалось получить гражданину швейцарского происхождения — инженеру-физику Шарлю Эдуарду Гийому. Событие это случилось в 1896 году, в момент пребывания физика в Париже (Франция). Физик занимался изысканиями металла, обладающего низким коэффициентом расширения, и обнаружил интересную деталь. Оказалось, что КТР (Коэффициент Термического Расширения) железо-никелевого сплава очень низкий при содержимом структуры: 36% никеля + 64% железа.

Что такое Инвар для прецизионных механических систем?

Внешне Инвар напоминает сталь и при контактном исследовании оставляет те же ощущения. Это очевидно, так как имеет место сплав чёрных металлов, в составе которого железо является основным компонентом. Этот сплав железа с никелем содержит 0,01% — 0,1% углерода. Сплав высокой чистоты, как правило, содержит 0,01% углерода или менее того.

Инвар в металлических промышленных стержнях

Стержневые элементы высокоточных механических конструкций, изготовленные из уникального железоникелевого сплава Invar 36

    ,
  • кобальта,
  • хрома,
  • углерода,
  • марганца,
  • фосфора,
  • кремния,
  • серы,
  • алюминия,
  • магния,
  • циркония, .

Точное процентное содержание отмеченных элементов варьируется в зависимости от спецификации и производства. Модификация Супер-Инвар содержит около 5% кобальта за счёт снижения на 5% содержания никеля. Другая модификация – Ковар, содержит 54% железа, 29% никеля, 17% кобальта.

Механические свойства Инвар 36 против нержавеющей стали 304

В принципе, сплав Инвар по механическим свойствам сравним со сталью. Однако следует отметить несколько различий между сплавом Инвар 36 и нержавеющей сталью 304:

  • модуль Юнга,
  • удельная жёсткость,
  • предел текучести,
  • теплопроводность,

все эти показатели ниже для Инвара.

Коэффициент термического расширения Инвар и Супер-Инвар намного ниже того же показателя популярных металлов — алюминия и стали. С точки зрения атомарной структуры, тепловое расширение отражается увеличением среднего расстояния между атомами. Большая энергия связи атомов в материале приводит к более низкому показателю КТР.

Инвар - листовая конфигурация материала на основе железоникелевого сплава

Пример продукта для использования в области механики — листового металла, изготовленного на основе уникального железоникелевого сплава Инвар

Коэффициент термического расширения Супер-Инвара приближается к нулевому КТР при специальной термообработке. Однако такое состояние возможно лишь в очень ограниченном диапазоне температур. Более медленное изменение КТР с изменением температуры сплава Инвара 36, делает этот материал предпочтительнее Супер-Инвара для применений, где есть значительные изменения температуры.

Низкий коэффициент термического расширения Инвар 36 оптимально подходит для инженерии в области опто-механики. Именно здесь, как правило, создаются системы, инвариантные к температуре. То есть системы, которые должны соответствовать определённым целям производительности за счёт изменения температуры.

Длина волны света для оптических систем в видимой части спектра составляет приблизительно 0,5 мкм. Системные требования обычно предполагают, чтобы оптические элементы выдерживались с некоторым допуском около этого значения. В этом плане конструкционный металл с низким коэффициентом теплового расширения видится исключительной ценностью.

Процедура механической обработки / термообработки

В отличие от инженерных чертежей алюминиевых и стальных деталей, чертежи деталей, выполненных из Инвара, как правило, содержат подробную процедуру механической обработки / термообработки. Целью этой процедуры является получение оптимального коэффициента теплового расширения и временной стабильности.

  1. После обработки отжечь при температуре 830°C в течение 30 минут. Охладить водой или средством полиалкиленгликоль.
  2. Для снятия напряжения выдержать деталь при температуре 315°C в течение 1 часа. Затем охладить до температуры 95°C с последующей выдержкой в течение 48 часов в условиях прохладного открытого воздуха.

Отмеченная технологическая процедура относительно проста, не требует значительных материальных расходов. Тем не менее, существует проблема. Тяжелая обработка, — резание на глубину более 100 мкм, способна нарушить термообработку, что приводит к необходимости проведения ещё одного цикла термообработки.

Инвар - продукт произведённый в виде металлической проволоки

Металлическая проволока, изготовленная на базе железоникелевого сплава с уникальными температурными свойствами

Процедура, альтернативная описанной выше (используемой для высокоточных деталей из инвара), включает черновую обработку, близкую к конечному размеру (~ 1,3 мм). Затем выполняется термообработка и получистовая обработка (~ 0,13 мм). Далее выполняется ещё одна термообработка (отличная от первой). На заключительном этапе машинная автоматическая обработка.

Эти процедуры могут быть рекомендациями некоторых компаний производителей. Обычно варьируются в зависимости от желаемого уровня точности. Другие инструкции на техническом чертеже могут указывать верхнюю границу температуры материала, а также запрет на магнитный зажим при обработке.

Также следует отметить — Инвар подвержен коррозии, что заставляет производителей покрывать металл никелем или хромом. Кроме того, инженерам и техникам важно знать: механическая пара нержавеющая сталь – Инвар 36, даёт дефект быстрого истирания.

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Инвар (лат. invariabilis — неизменный) — сплав, состоящий из никеля (Ni, 36 %) и железа (Fe, остальное). Именуется как FeNi36, 64FeNi в США, российские аналоги именуются по ГОСТ как 36Н [1] .

Содержание

История

Первый из открытых инварных сплавов, был найден швейцарским ученым Ш. Гийомом в 1899 году. В 1920 году он получил Нобелевскую премию по физике за открытие важного сплава для производства точных инструментов и приборов.

Физические свойства


Коэффициент теплового расширения сплавов железа/никель в зависимости от процентного содержания никеля. Ярко выраженный минимум при концентрации никеля 36 %

Инвар имеет однофазную внутреннюю структуру. Плотность 8130 кг/м³, температура плавления 1425 °C. Сплав обладает малым температурным коэффициентом линейного расширения и практически не расширяется в интервале температур от −100 до +100 °C. Коэффициент теплового расширения 1,2·10 −6 /°C на промежутке от −20 до 100 °C. Очень чистые сплавы (Co −6 /°C.

Природа свойств

Эффект исчезновения теплового расширения материала возникает в связи с тем, что магнитострикция точно компенсирует тепловое расширение.

Прецизионные сплавы

Разные прецизионные сплавы имеют различные характеристики:

  • 32НК-ВИ (англ.Inovco ) (Ni — 33 %, Co — 4,5 %, Fe — остальное) в отоженном состоянии имеет температурный коэффициент линейного расширения α не более 1,5·10 −6 /°C (в диапазоне −60 — 100 °C). Особо чистые сплавы имеют α до 0,55·10 −6 /°C (в диапазоне 20 — 100 °C). [1]
  • 42Н (англ.NILO , FeNi42), содержащий 42 % никеля имеет α ≈ 5,3·10 −6 /°C, такой же как и у кремния, что позволяет широко использовать его в электронике. (англ.Kovar и англ.Dilver P ) (Co 17 %, Ni 29 %, Fe — остальное) имеют температурный коэффициент линейного расширения как и у боросиликатного стекла, поэтому применяются в оптике, которая может работать в широком диапазоне температур, например на спутниках.

Применение



Примечания

См. также

  • Сталь
  • Прецизионные сплавы
  • Сплавы никеля

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Инвар" в других словарях:

инвар — а, м. invar m. < invariable <лат. invariabilis неизменяемый. Сплав никеля с железом, с чрезвычайно малым коэффициентом расширения, почти в 10 раз меньшим, чем коэффициент расширения железа. ТЭ 1929 9 39. Инвар .. удобен для изготовления мер … Исторический словарь галлицизмов русского языка

ИНВАР — (от лат. invariabilis неизменный) магнитный сплав Fe (основа) с Ni (36%), обладающий малым температурным коэффициентом линейного расширения. Выпускается также суперинвар (64% Fe, 32%Ni, 4% Co) и нержавеющий инвар (54% Co, 37% Fe, 9% Cr). Из… … Большой Энциклопедический словарь

ИНВАР — ИНВАР, сплав, содержащий около 64% железа, 36% никеля и небольшое количество углерода. Т.к. сплав мало подвержен тепловому расширению, его используют в измерительных приборах, таких как нивелирные рейки … Научно-технический энциклопедический словарь

инвар — сущ., кол во синонимов: 2 • сплав (252) • суперинвар (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

инвар — 1. Ферромагнитный сплав на основе Fe, содержащий от 32 до 40 % Ni, Cr, Co, Cu, Ti, Mn; в ферромагнитном состоянии ( Справочник технического переводчика

инвар — а; м. [англ. invar] Сплав железа и никеля с очень малым коэффициентом теплового расширения (применяется для изготовления деталей точных измерительных приборов). Деталь из инвара. * * * инвар (от лат. invariabilis неизменный), магнитный сплав Fe… … Энциклопедический словарь

инвар — (лат. invariabilis неизменный) магнитный сплав железа (63 65%) с никелем (37 35%), почти не изменяющий своего объема при изменении температуры в интервале от 80 до 100° с; примен. для изготовления деталей точных измерительных приборов. Новый… … Словарь иностранных слов русского языка

инвар — invaras statusas T sritis chemija apibrėžtis Geležies lydinys, turintis 34,5–36% Ni. atitikmenys: angl. invar rus. инвар … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Инвар — (от лат. invariabilis неизменный) сплав на основе железа; содержит 36% никеля. Впервые получен во Франции в 1896 Ш. Гильомом. И. имеет малый коэффициент теплового расширения (1,5․10 6 1/°С при температуре от 80 до 100°C). Малое тепловое… … Большая советская энциклопедия

Инвар — (Invar) сплав никеля с железом, содержащий около 35 % Ni и след., близко отвечающий составу NiFe2 (34,5 % Ni). По исследованиям Гильома (Guillaume) в Bureau international des poids et mèsures в Париже (1898), сплав этот в пределах темп. от 0° до… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Решение научно-технических задач часто связано с поиском материалов, обладающих свойствами, которых нет у природных материалов. К таким прогрессивным разработкам можно отнести прецизионные сплавы, в частности, инвар.



Инвар

Под прецизионными сплавами понимают такие металлические сплавы, которые придают выбранному основному металлу дополнительные, заранее заданные свойства. Иногда удаётся получить уникальные физические, химические или механические свойства. Итоговый результат определяется процентным соотношением каждого из металлов в сплаве. Для получения подобных сплавов используют следующие металлы: железо, никель, медь, кобальт и многие другие.

Очень интересную группу составляют прецизионные сплавы, обладающие так называемыми аномальными свойствами. Например, у них практически не изменяются, или изменяются в небольших пределах физические свойства при изменении внешних воздействий:

  • температуры внешней среды;
  • величины и свойств магнитного и электрического полей (амплитуды, частоты, фазы и поляризации);
  • увеличение или ослабление механических нагрузок;
  • воздействия реактивных сред.

Наиболее применяемых подобных сплавов насчитывается около двенадцати. Самые распространённые: инвар (магнитный сплав железа с никелем), элинвар, константан, перминвар, манганин.

Физико-химические свойства инвара


Внешний вид сплава

К физически свойствам относятся:

  • Коэффициент теплового расширения. Он достаточно низкий при очень широком диапазоне температуры (от -80°C до +100°C).
  • Температура плавления. Она составляет 1430°C.
  • Предел механической прочности равен 49 кгс/мм2.
  • Плотность стандартного сплава составляет 8130 кг/м³,

Эти уникальные физические характеристики объясняются следующими химическими свойствами:

  • Имеет характерно выраженную однофазную структуру.
  • Маленький коэффициент теплового расширения объясняется тем, что при нагреве общее тепловое расширение компенсируется магнитострикционным снижением объёмного показателя.

Для улучшения характеристик его подвергают различным видам механической обработки. Чтобы повысить прочность проводят холодную пластическую деформацию, а затем термообработку при низкой температуре. Повышение стойкости к коррозии достигается специальной полировкой. Высокой устойчивости к воздействию агрессивной внешней среды добиваются нанесением специальных защитных покрытий.

Часто на практике применяются две разновидности инвара: суперинвар с пониженным коэффициентом линейного расширения и нержавеющий инвар, в состав которого входит железо (почти 37%), кобальт (не менее 54%), хром (около 9%).

Примечания[ | ]

  1. 12
    ГОСТ 10994-74. Сплавы прецизионные. Марки.
  2. Стержень из инвара удлиняется лишь на одну миллионную долю своей длины при изменении температуры на 1 °C.
  3. D. G. Rancourt and M.-Z. Dang.
    Relation between anomalous magneto-volume behaviour and magnetic frustration in Invar alloys (англ.) // Physical Review B : journal. — 1996. — Vol. 54. — P. 12225—12231. — doi:10.1103/PhysRevB.54.12225. — Bibcode: 1996PhRvB..5412225R.
  4. В том числе — тонких волосяных пружинок (волосков) при балансире в золотых часах (подверженных, в отличие от стальных/железных [часов], действию магнетизма); инвар — сплав, довольно слабо намагничивающийся, хотя в состав его и входит железо и никель.

Землемерные ленты и рулетки. Их устройство

И компарирование

Непосредственное измерение линий на местности, в зависимости от требуемой точности, производится различными способами и разными мерными приборами.

Мерными приборами называют ленты, рулетки, проволоки, которыми измеряют расстояние путем укладки прибора в створе измеряемой линии.

М е р н а я л е н т а типа Л3 (л е н т а з е м л е м е р н а я) изготавливается из стальной полосы шириной до 25 мм и длиной 20, 24 или 50 м (рисунок 6.5, а). Наиболее распространены 20-метровые ленты. На концах ленты имеются штрихи, обозначающие начало и конец ленты. Против штрихов сделаны вырезы для фиксирования конца ленты втыкаемой в землю шпилькой (рисунок 6.5, б). Метровые деления ленты отмечены латунными пластинами с выбитыми на них цифрами, указывающими число метров от одного из концов. Для удобства измерения метры нумеруются на одной стороне ленты от одного конца, а на другой – от другого. Полуметровые деления отмечены заклепками, а дециметровые – отверстиями диаметром 2 мм. Для хранения ленту наматывают на специальное кольцо. К ленте прилагается комплект из шести или одиннадцати шпилек. Для переноски шпильки одевают на проволочное кольцо.

Рисунок 6.5 – Мерная лента Л3 и шпилька

Землемерная лента шкаловая (ЗЛШ) отличается от ленты Л3 наличием на ее концах шкал с миллиметровыми делениями. Длины отрезков на концах ленты с миллиметровыми делениями равны 10 см. Номинальной длиной ленты является расстояние между нулевыми делениями шкал.

Р у л е т к и – узкие измерительные ленты, изготавливаемые из углеродистой или нержавеющей стали длиной 1; 2; 5; 10; 20; 30; 50 и 100 м и покрытые иногда защитным слоем пластмассы. На полотно рулетки наносят штрихи – деления через 1 мм по всей длине или только на первом дециметре. В этом случае все остальное полотно размечают сантиметровыми делениями. Цифры на рулетках подписаны у каждого сантиметрового, дециметрового и метрового деления (рисунок 6.6, в).

Стальные рулетки выпускают в закрытом корпусе (рисунок 6.6, б) либо с полотном, намотанным на вилку (тип РВ) (рисунок 6.6, а) или на крестовину (тип РК). Для измерения коротких отрезков металлические рулетки делают изогнутыми по ширине – желобковыми. Длинномерные рулетки применяют в комплекте с приборами для натяжения – динамометрами. Пружинными динамометрами обеспечивают натяжение рулетки до 100 Н (стандартное натяжение, равное усилию 10 кг).

Рисунок 6.6 – Измерительные рулетки

Для высокоточных измерений применяют рулетки, изготовленные из инвара (сплав из 64 % железа, 35,5 % никеля и 0,5 % различных примесей), имеющего малый коэффициент линейного расширения.

Для измерений с пониженной точностью используют тесьмяные и фибергласовые рулетки. Они удобны, в частности, при съемке железнодорожных путей, где металлические рулетки неприменимы из-за возможного замыкания ими электрических рельсовых цепей.

До начала работы измерительные ленты, рулетки должны быть проверены путем сравнения их длины с другим мерным прибором, длина которого точно известна. Процесс сравнения длины рабочего измерительного прибора с эталонным называется компарированием. За эталоны принимают отрезки линий на местности или в лаборатории, длины которых известны с высокой точностью.

Компарирование можно выполнить следующим образом. На ровной поверхности укладывают рабочий измерительный прибор, а рядом – эталонный. Натянув их с одинаковой силой, определяют, насколько отличаются их длины. Для надежности измерения выполняют несколько раз, и за окончательный результат принимают среднее.

В результате компарирования находят отклонение длины от ее номинального значения

где l – длина, полученная при компарировании;

l0 – номинальная длина.

Если Δlк ≤ 2 мм, то им пренебрегают. В противном случае в результаты измерений вводят поправку за компарирование.

Рулетки, предназначенные для высокоточных измерений, компарируют на стационарных компараторах.

Сплавы новых возможностей

Долгое время во всем мире инварные сплавы использовались как деформируемые и выпускались в виде листового проката или поковок. Развитие оптико-электронной, лазерной, ракетно-космической техники, прецизионного станкостроения потребовало сложных по форме и больших по размеру деталей, для изготовления которых целесообразно было использовать фасонное литье.

В СССР в 1974 году рядом сотрудников Уральского политехнического института им. С. М. Кирова и Уральского оптико-механического завода впервые был получен литейный суперинварный сплав. Изготовление сложных корпусных деталей из литейных сплавов с минимальным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) было налажено на Уральском оптико-механическом заводе.

Широкий спектр изделий

  • детали, сопрягаемые с материалами, имеющими пониженный ТКЛР (керамика, оптика всех видов, в том числе кварцевая, кристаллический кремний, германий, графит и так далее);
  • прецизионное станкостроение (базовые детали; узлы крепления; направляющие токарных, координатно-расточных и шлифовальных станков);
  • лазерная техника (базовые элементы лазеров; элементы, стыкующиеся с силовой оптикой и так далее);
  • изделия измерительной, контрольно-юстировочной и метрологической техники (базовые детали спектрометров, измерительных машин, стендов);
  • высокоскоростные прецизионные прессы (плунжеры, стойки, корпусные узлы);
  • отливки термостабильной оснастки любой сложности для производства деталей из полимерно-композиционных материалов для авиционной и других видов промышленности (габариты деталей оснастки могут составлять несколько метров; освоено изготовление данных деталей из литейных инваров весом до нескольких тонн);
  • астрономическая техника (оправы оптических изделий, телескопов);
  • криогенная техника.

Честное партнерство

Сплавы ални

сплав железа с никелем называется


Для использования сплавов при изготовлении магнитов их легируют кобальтом и медью. В этом случае материал приобретает твердость и хрупкость и имеет крупнозернистую структуру. Сплавы ални применяют как конструкционный материал для деталей газотурбинных и реактивных двигателей, работающих под воздействием высоких температур более 1000 градусов Цельсия продолжительное время, сохраняя металл без повреждений.

Сплав железа с никелем

Для улучшения свойств железа, используя различные добавки, получают сплавы. Ученые считали, что получить железоникелевый сплав, учитывая термодинамические свойства металлов, не составит никакого труда. Но на практике они столкнулись с проблемами. При взаимодействии металлов, во время получения сплава железа с никелем, в результате побочного окислительного процесса железо из двухвалентного состояния переходит в трехвалентное.

сплав железа с никелем

В результате снижается выход сплава и ухудшаются определенные физические свойства. Для решения этой проблемы в электролит добавляют амины и органические кислоты, которые образуют с трехвалентным железом соединения, обладающие малой растворимостью. В связи с этим эластичность осадка становится лучше, а для его равномерного распределения электролиты перемешивают. Полученный сплав железа с никелем называется инвар.

О свойствах железа

Чистое железо — серебристо-серого цвета, обладает пластичностью и ковкостью. Самородные слитки, встречающиеся в природе, имеют ярко выраженный металлический блеск и значительную твердость. На высоте и электропроводность материала, он с помощью свободных электронов легко передает ток. Металл обладает средней тугоплавкостью, размягчается при температуре +1539 градусов по Цельсию и теряет ферромагнитные свойства. Это химически активный элемент. При нормальной температуре легко вступает в реакцию, а при нагревании эти свойства усиливаются. На воздухе покрывается пленкой оксида, которая мешает продолжению реакции. При попадании во влажную среду появляется ржавчина, которая уже не препятствует коррозии. Но, несмотря на это, железо и его сплавы находят широкое применение.

Сплав ковар

Смесь состоит из металлов, обладающих отличными механическими свойствами. Их легко обрабатывать, они без труда подвергаются прокатке, протяжке, ковке и штамповке. А сплав кобальта, никеля и железа иначе называется ковар. Удачно подобранное сочетание химических элементов обеспечивает материалу отличные характеристики. Данный сплав имеет хорошую теплопроводность, высокий коэффициент удельного электрического сопротивления и близкие к нулю показатели линейного расширения в большом интервале температур. Единственным недостатком является низкая коррозийная стойкость в сырой среде, поэтому часто используют защитные покрытия из серебра. Ковар широко применяется в промышленности для производства:

  • труб, лент и проволоки;
  • конденсаторов;
  • корпусов оборудования в приборостроении;
  • деталей в радиоэлектронике;
  • корпусов в электровакуумной отрасли.

сплав кобальта никеля и железа


Содержание в сплаве дорогого кобальта и никеля увеличивает стоимость материала, но хорошие характеристики и продолжительная эксплуатация покрывают первоначальные вложения.

Никель, кобальт и их сплавы

Кобальт и никель являются элементами подгруппы железа. Все три элемента имеют схожие свойства, но есть и существенные различия. Оба металла обладают большей плотностью, чем железо, и значительно тверже и прочнее его. Они менее активны в химическом плане, отличаются коррозийной устойчивостью. Кроме этого, металлы ценят за большую стойкость по отношению к газовой коррозии.

железо никель кобальт сплав

Недостатками кобальта и никеля является их высокая токсичность и значительная стоимость относительно железа. Свое применение они находят для антикоррозийного наружного покрытия изделий из углеродистых сталей и железа путем электрохимических реакций. А также они применяются для изготовления узлов и деталей, требующих усиленной прочности и твердости. Следует отметить особое значение сплавов железа, никеля и кобальта, которые носят названия коинвар, инвар, супермаллой, пермаллой и маллой. Основное их достоинство заключается в высоких магнитных свойствах. Эти сплавы используют для производства магнитопроводов различных электромагнитных устройств.

Магнитные сплавы

Эти сплавы находят широкое применение в электротехнике. Из них изготовляют постоянные магниты, сердечники трансформаторов, электроизмерительные приборы, электромагниты. Людям давно известно, что железо обладает магнитными свойствами и в результате этого оно находит множество применений.

магнитный сплав железа с никелем

Много позже было обнаружено, что такое же свойство присуще никелю и некоторым другим металлам. Изделия, изготовленные из магнитного сплава железа с никелем, также обладают способностью сохранять собственное магнитное поле, когда внешнее уже отсутствует. Причем это личное поле снова способно воздействовать на другие магнитные тела.

Читайте также: