Сергей Венецкий - Рассказы о металлах [4-е изд.]

Сейчас число никелевых сплавов, находящих широкое применение в технике, в быту, в ювелирном деле, превысило 3000!

Вместе с монель-металлом успешно трудятся в агрессивных средах коррозионностойкие сплавы типа хастеллой. Нихромовые спирали используют в нагревательных приборах, в электропечах сопротивления. Нейзильбер принимает участие в работе различных приборов и аппаратов. В точной механике для изготовления калибров и эталонов применяют инвар — сплав с очень малым коэффициентом расширения: при нагреве от 0 до 40 °C его объем увеличивается всего на одну миллионную долю по сравнению с первоначальным. Платинит служит заменителем дорогостоящей платины в тех случаях, когда нужно впаять металл в стекло (шприцы, электролампы и т. п.): коэффициент теплового расширения у этого сплава точно такой же, как у стекла и платины. Упругий сплав элинвар — отличный материал для пружин, в частности часовых. Высокими магнитными свойствами обладают такие сплавы, как алнико, ални. Пермаллой после специальной термомеханической обработки приобретает необычайно большую магнитную проницаемость, легко намагничивается и размагничивается даже в слабых полях; этот сплав находит применение в телефонии и радиотехнике. Для изготовления термопар используют хромель и алюмель.

Важную роль в авиастроении и космической технике играют жаропрочные никелевые стали и сплавы. Когда одного металловеда, разработавшего немало отличных высокотемпературных сплавов, попросили поделиться своими "секретами", он шутливо ответил: "Я просто заменяю в сталях железо на никель". В этой шутке большая доля правды. Так, жаропрочные сплавы нимоник и инконель — довольно близкие родственники хромо-никелевой нержавеющей стали, но железа в них мало: его почти полностью вытеснил никель. Зато лопатки газовых турбин и другие ответственные детали авиационных двигателей, выполненные из этих сплавов, надежно работают даже при 1000 °C.

В конце 60-х годов советские ученые создали новый акустический сплав — никоей, названный так по первым слогам входящих в него компонентов: 94 % никеля, 4 % кобальта и 2 % кремния (по-латински — силициум). Для сплава характерен так называемый магнитострикционный эффект: под действием переменного электромагнитного поля стержень из никоей непрерывно сжимается и растягивается, становясь источником акустических колебаний. Долгое время в магнитострикционных генераторах эту роль исполнял сам никель, но новый сплав чуть ли не в полтора раза лучше преобразует электромагнитную энергию в звуковую, чем чистый металл. Никоей сразу же громко заявил о себе, приняв участие в создании мощных источников ультразвука.

А недавно в нашей стране был разработан другой удивительный сплав — хровангал. Его основу составляет никель в сочетании с хромом, ванадием и галлием. Из грамма такого сплава можно получить целый километр тончайшей, как паутина, проволоки. Но главное достоинство сплава не в этом: электрическое сопротивление проволоки из хровангала в диапазоне температур от —60 до 200 °C изменяется не более чем на тысячную долю процента, т. е. остается практически постоянным. Благодаря этому свойству новый сплав оказался поистине бесценным для различных эталонов, для многих приборов и устройств.

Необычный композиционный материал с красивым названием "алмазный сплав" создан американскими учеными: основа этого износостойкого композита содержит до 30 % пылевидных синтетических алмазов. Трущиеся детали станков и машин, покрытые слоем нового материала, служат примерно в шесть раз дольше обычных.

Но, пожалуй, наибольший интерес в научном и промышленном мире вызвал сплав никеля (55 %) с титаном — нитинол. Он был создан в одной из лабораторий США еще в начале 60-х годов, но свой талант раскрыл не сразу. Достаточно легкий, прочный и пластичный, коррозионностойкий, он считался неплохим сплавом и не более. Однако его создатели продолжали проводить с ним различные эксперименты, и вдруг сплав проявил совершенно уникальную способность — "помнить" свое прошлое. Произошло это во время одного из многочисленных опытов. Нитиноловую спираль после определенной обработки нагрели до 150 °C и охладили, а затем к ней подвесили груз, который растянул ее и превратил в совершенно ровную проволоку. Чудеса начались, когда эту проволоку опять нагрели (до 95 °C): на глазах изумленных исследователей она превратилась в … спираль.

Эксперимент ставили снова и снова, придавая металлу все более сложные формы, но он продолжал демонстрировать блестящую "память", невозмутимо принимая свой первоначальный облик. Проволоку, например, согнули таким образом, что она образовала слово "нитинол", затем нагрели, охладили и деформировали до неузнаваемости, но стоило пропустить через эту проволочную путаницу сильный электрический импульс, мгновенно разогревший ее, и взорам ученых вновь предстало название сплава.