Нікель та сплави нікелю

Властивості та застосування нікелю

• Піддається як холодній, так і гарячій обробці.
• Зберігає сприятливі механічні властивості при температурі, підвищеній до приблизно 5000°C.
• Він має високу корозійну стійкість.
• Важливий легуючий домішок і матриця багатьох сплавів.
• Феромагнетик при кімнатній температурі.

Близько 70% нікелю використовується як добавка в легованих сталях, перш за все в нержавіючій сталі. Сплави, в яких нікель є основним компонентом, споживають близько 13% світового виробництва цього металу, а ще близько 10% йде на гальванічне покриття. У чистому вигляді цей метал використовується в електроніці та електротехніці, харчовій промисловості, дослідницькому обладнанні і навіть в компонентах авіаційної та космічної техніки.

Фізичні та механічні властивості нікелю

• Атомний номер – 28
• Атомна маса – 58,6934
• Перехідний метал, у групі 10, 4-й ряд у періодичній таблиці
• Кількість постійних ізотопів – 5
• Щільність – 8,902 г/см3
• Температура плавлення – 1453°C
• Температура кипіння – 2730°C
• Міцність на розрив у розм'якшеному стані - Rm = 450 МПа; подовження A=45%. Може бути збільшена при відповідній обробці
• Зберігає сприятливі механічні властивості при температурі, підвищеній до приблизно 500°C
• Твердість чистого нікелю – 35 HRB. Холодна обробка і наявність домішок збільшують твердість
• Точка Кюрі – 358°C

Цікаві факти:

Нікель є одним з трьох широко поширених елементів (поряд із залізом і кобальтом), які мають сильні феромагнітні властивості при кімнатній температурі. Хоча чистий нікель рідко використовується як магнітний матеріал, для цієї мети часто використовуються його сплави.

Відповідна обробка, що включає, наприклад, гарячу прокатку, холодну прокатку, холодне волочіння або відпал, може значно підвищити міцність на розрив нікелевих прутків і проволоки.

.

Історія розвитку нікелевих сплавів

Коли був відкритий нікель? Якими були його перші застосування? Що спільного у нікелю з метеоритами? Запрошуємо вас у подорож історією нікелю.

Вміст нікелю в давнину

Хоча нікель сам по собі був невідомий людству протягом більшої частини історії нашого виду, унікальні властивості корозійно-стійких і міцних сплавів заліза з нікелем були відомі з найдавніших часів і надходили до нас через метеорити.

Більша частина об'єктів, що потрапляють до нас з космосу, називається залізними метеоритами, які насправді часто є сплавом заліза і нікелю (прикладом може служити найбільший задокументований метеорит, знайдений в Намібії і названий Хоба). За допомогою доступних на той час технологій з цього матеріалу можна було виготовляти цінні предмети.

Стародавні люди, мабуть, були надзвичайно вражені об'єктами, що падали з неба. Не дивно, що виготовлені з них ножі та інші інструменти знаходять археологи в гробницях правителів. Наприклад, ніж зі сплаву метеоритного походження був виявлений в гробниці Тутанхамона. Інші стародавні цивілізації, в тому числі Китай династії Шан, Хатті і шумери, також виготовляли подібні предмети.

Ймовірно, першим місцем, де свідомо використовували нікель, був Китай. Там карбували монети зі сплаву під назвою báitóng, що в перекладі означає «біла мідь». Цікаво, що нікель використовується в монетній справі і в наші дні.

Хоча нікель присутній в артефактах, вік яких обчислюється тисячоліттями, справжня цінність цього металу була невідома. Ситуація змінилася з настанням індустріальної епохи.

Світанок нікелю в епоху промислової революції

Вперше назва «нікель» з'явилася в наукових працях у 1754 році в роботі «Продовження результатів і експериментів над кобальтовою рудою». Автор помилково класифікував нікель як напівметал через недостатню чистоту зразка.

Правильні властивості нікелю були описані в 1804 році J.B. Richter. Незабаром після цього деякі країни, на чолі з США, ввели в обіг монети, що містять нікель.

Попит на нікель різко зріс у 70-80-х роках XIX століття, коли були відкриті корисні властивості нікелевої сталі і розроблені перші нікелеві гальванічні покриття. Незабаром після цього цей метал стали використовувати для покриття бронею військово-морських кораблів.

З початку XX століття і по сьогоднішній день триває розвиток жароміцних і жаростійких надсплавів, які відіграють важливу роль в турбінних двигунах і, таким чином, стали невід'ємною частиною світу, в якому ми живемо.