Сплав нирезист – особый вид чугуна

Нирезист – это особый вид чугуна с высоким содержанием никеля. Подобное соединение характеризуется высокой устойчивостью при температурах более 700⁰С, что достигается другой характерной особенностью. Эта легированная марка чугуна обладает аустенитной структурой.

Аустениты, условия их получения

Главное преимущество металла аустенитного класса – немагнитность структуры. То есть данный вид сплава обладает низкой магнитной проницаемостью, величина которой менее 8•10^–6 Гн/м, что обеспечивает пренебрежительные потери на гистерезис магнитного поля. Базовым условием получения аустенитного соединения выступает высокий уровень легирования никелем и марганцем чугуна с пластинчатой или шаровидной графитной структурой. Необходимый критерий стабильной аустенитной формы металла выражается соотношением процентных масс в соединении: [Ni] + 2,5[Mn] + 18[C] ≥ 33.

Изделия из нирезиста

Непосредственно к категории нирезист относятся высоколегированные сплавы на основе железа, где химический состав включает такое содержание добавок:

• никеля 15 – 17%;

• марганца – 0,5 – 1,5%;

• меди – 5 – 7%;

• хрома – 0,8 – 2,4%.

Содержание углерода в аустенитном чугуне должно не превышать 3%. Согласно ГОСТ 7769-85, отечественным аналогом нирезиста выступает марка чугуна ЧН15Д7.

Стружка нирезиста

Относительно высокоуглеродистых черных металлов, можно добавить, что формирование аустенита в чистой стали происходит при высоких температурах, но легирование никелем на уровне более 10% позволяет достичь этого состояния даже при 20⁰С.

Основные свойства

Нирезист отличается рядом качеств, находящих практическое индустриальное применение. Это:

• жаропрочность;

• ростоустойчивость;

• антикоррозийные свойства;

• хладостойкость.

Сравнительная устойчивость нирезиста в высокотемпературных средах превышает аналогичное качество серой стали на порядок. Процесс окисления данного вида черного металла происходит только при температуре более 1000⁰С. Более низкие величины не сказываются на механических свойствах соединения.

Так выдержка чугуна нирезиста при 750⁰С на протяжении 10 суток приводит к потере только 9 грамм металла. Вес обычного серого чугуна при подобных условиях уменьшается почти на 0.1 кг. Аналогичным поведением обладает другая характеристика нирезиста – ростоустойчивость. В условиях перегретого пара (480⁰С) рост аустенитной формы металла в семь раз меньше чем у серого чугуна. Крипоустойчивость или ее другое определение – сопротивление металла ползучести, также весьма высоко у никелевых аустенитов. Ее величина составляет до 5 мм в час. Корреляция физических характеристик нирезиста по жаропрочности и ростоустойчивость обеспечивается изменением содержания хрома в соединении.

Устойчивость коррозии нирезиста дополняется высокой химической стойкостью аустенитной формы черного металла. Это открывает перспективы его применения в различных агрессивных средах. В частности, химическая стойкость нирезиста в кислотах: серной, муравьиной, уксусной, а также щелочах и морской воде превышает величины серого чугуна до десяти крат.

Области применения

На сегодня, насчитывается более 30 марок высоколегированных никелем чугунов, отличающихся концентрацией этого цветного металла и прочих добавок меди хрома, марганца, а также типом включений графитовой структуры. Это обусловлено тем, что химия сильно воздействует на литейные характеристики аустенита: жидкотекучесть и объемная усадка. Оба параметры достаточно слабо выражены у нирезистов, их оптимизация под литье, достигается модификацией содержания легирующих добавок. Благодаря этому, нирезист активно используется в отраслях легкого и тяжелого машиностроения, где наряду с литейными качествами начинает требоваться пониженная твердость, что улучшает обработку металла, снижает расход режущего инструмента.

Применение неризиста в поршнекомплекте

Высокие характеристики устойчивости коррозии способствуют широкому использованию нирезиста в нефтяной, нефтехимической и газовой отраслях индустрии. Этот сплав – отличный материал для изготовления труб конденсаторов, эксплуатируемых в оборудовании с активными выделениями хлористого водорода, что характерно для добычи и обработке нефти. Также металл применяется при производстве фитинговых соединений, пропеллеров мешалок и контакторов для процессов: очистки или алкилирования, происходящих с присутствием серной кислоты. В газовой промышленности из нирезиста изготавливаются гильзы компрессоров, оболочка клапанов и фильтры.

Износоустойчивость материала находит его применение для изготовления деталей, подверженных трению в процессе работы, например, втулок подшипников, где наблюдается замена бронзы на нирезист. Эта же характеристика сплава нашла применение в некоторых узлах такой детали, как поршень. Данный механизм также подвержен высокому фрикционному износу и часто используется в агрессивных средах.

Пары трения из нирезиста

Классическую конструкцию поршня из алюминиевого сплава нередко усиливает нирезистовая вставка. Речь идет о такой детали поршня, как его головка, куда и заливается ободок из аустенита. Отечественная индустрия интенсивно использует нирезистовую вставку под поршневое кольцо из алюминия. Например, двигатели, выпускаемые Тутаевским моторным заводом, имеют поршень, усиленный нирезистом, что увеличивает износостойкость отдельных узлов детали и сферу ее применения в целом.

Лом нирезиста

Противоречивость реализации вторичных, высоколегированных никелем, аустенитов состоит в том, что существует некий предел экономической целесообразности содержания цветного металла в сплаве. А это определяющий фактор в подходе продам нирезист как металлолом. Современные аустенитные соединения формируются комплексом легирующих элементов, где концентрация Ni 10 – 14%. Это соответствует экономному расходу никеля в процессе плавки.

Несмотря на то, что свойства, обеспечивающие спрос нирезистового сплава, требуют более высокого содержания никеля, современные технологии позволяют получение соединения с экономически целесообразным (менее 14%) вхождением базового цветного металла. Плавильный процесс происходит в индукционной печи с кислой футеровкой, в частности ИСТ-0,06. Под шихту в производстве марки нирезиста, лом чугуна, как и стали, подходит оптимально. Для добавления углерода применяется графит в виде стружки.

На фото: Лом нирезиста в виде б/у нефтяного оборудования

Как результат, получается нирезист с меньшими экономическими затратами, но продавать отходы этого сплава менее выгодно. В объявлении продаю лом нирезиста, ответ на вопрос, сколько стоит килограмм отходов, определяется концентрацией никеля в сплаве. Поэтому продажа нирезистового металлолома более выгодна для сплавов с содержанием Ni свыше 20%.

С другой стороны, лом аустенитов продолжает пользоваться высоким спросом у компаний, готовых покупать отходы режущих сталей, твердосплавных материалов. Поэтому, в графе цена, объявления куплю нирезист, может стоять достаточно высокая сумма. Хотя, в большинстве случаев, цена на лом нирезиста оказывается договорной.

Видео – Литье намораживанием, нирезист: