Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки
.pdf5.36. Механические свойства и удельное электросопротивление сплава, содержащего 20 % Ni и 20 % Мп, после различных
режимов термической обработки [163]
Режимы термической обработки |
0., |
00.2, |
8, |
HV |
Р. |
|
МПа |
МПа |
% |
|
мкОмм |
Закалка с 600 °С |
610 |
270 |
3.8 |
140 |
0,81 |
Закалка с 600 °С, старение при 440 °С в течение 32 ч |
1450 |
1410 |
1,5 |
400 |
0,55 |
Закалка с 600 °С, деформация ( е = 90 %), старение при 400 °С |
|
|
|
|
_ |
в течение 32 ч |
1600* |
1580* |
1,5’ |
470* |
|
Закалка с 600 °С, старение 250 °С, в течение 1000 ч |
1630 |
1230 |
9,5 |
— |
— |
Закалка с 600 °С, деформация (е = 50 %), старение при 250 °С |
|
|
|
|
|
в течение 1000 ч |
1600 |
1450 |
7,5 |
450 |
|
Закалка с 600 °С, деформация ( е = 90 %), старение при 250 °С |
|
|
|
_ |
_ |
в течение 1000 ч |
1850 |
1800 |
3,5 |
||
Закалка с 800 °С, старение при 440 °С в течение 32 ч |
1270 |
1210 |
3,5 |
400 |
- |
Закалка с 800 °С, старение при 250 °С в течение 1000 ч |
1450 |
1070 |
13,0 |
400 |
- |
* Сплав, закаленный с 800 °С, имеет близкие значения свойств.
В табл. 5.37 приведены механические свойства сплава с 20 % Ni и 20%Мп после обработки, включающей промежуточную хо лодную деформацию на 50 и 90 %.
Термически упрочняемый сплав CuNi20Mn20 (20%Ni; 20%Мп; ост. Си) широко применяется в Швейцарии в часовой промыш ленности [104].
Сплав удовлетворительно обрабатывается давлением в горячем и холодном состояниях, но обладает высоким сопротивлением пласти ческой деформации. Температура горячей об работки давлением (прокатка, штамповка) не должна превышать 930 °С, так как при темпе ратуре 950 °С сплав становиться хрупким. По сле закалки сплав в холодном состоянии может обрабатываться традиционными способами формообразования (штамповка, ковка, гибка).
При закалке, отжиге и старении в качест ве защитной среды рекомендуется применять сухой диссоциированный аммиак. После тер мической обработки очистка поверхности про изводится травлением заготовок в 15 %-ом растворе серной кислоты.
Сплав CuNi20Mn20 обладает высокой коррозионной стойкостью во многих средах, но при производстве часов высокого качества применяются специальные меры защиты от коррозии без изменения цвета и внешнего вида изделий из этого сплава. На изделия из сплава
Рис. 5.33. Влияние продолжительности старения при температурах 350,400,450 и 500 °С на твердость сплава Си - 20 % N i - 20 % Мп
CuNi20Mn20 легко наносятся гальванические покрытия (медь, никель, хром, золото и др.).
Из сплава CuNi20Mn20 производят де формированные полуфабрикаты: полосы, листы, ленты, используемые при изготовлении деталей часов (корпус, пружина) и упругих элементов, где не регламентируется электропроводность.
Сплав хорошо сваривается и паяется мяг кими итвердыми припоями, отлично полируется.
5.37. Физические, механические, технологические свойства и режимы обработки сплава CuNi20Mn20 (Швейцария)
Свойства или режимы обработки |
Значения |
1 |
2 |
Физические свойства |
|
Температура плавления, °С (ликвидус) |
1040 |
у, кг/м3 |
8260 |
ср, кДж/(кг-К) |
460 |
а-106 при 20. ..300 °С, К-1: |
|
после закалки |
19 |
после закалки и старения |
27,3 |
р, мкОм м |
|
после закалки |
0,78 |
после закалки и старения |
0,57 |
а'105, К“’ |
|
после закалки |
12,5 |
после закалки и старения |
24 |
£, ГПа |
150 |
Механические свойства |
|
ов, МПа: |
|
после закалки |
560...610 |
после закалки и старения |
1200... 1300 |
после закалки и холодной деформации (30 %) |
800...880 |
после закалки, холодной деформации (30 %) и старения |
1350...1450 |
а0>2, МПа: |
|
после закалки |
240...320 |
после закалки и старения |
1150...1250 |
после закалки и холодной деформации (30 %) |
750...830 |
после закалки, холодной деформации (30 %) и старения |
1250...1350 |
5, %: |
|
после закалки |
40...50 |
после закалки и старения |
1...4 |
после закалки и холодной деформации (30 %) |
5...10 |
после закалки, холодной деформации (30 %) и старения |
1...3 |
HV: |
|
после закалки |
115...145 |
после закалки и старения |
370...410 |
после закалки и холодной деформации (30 %) |
210...240 |
после закалки, холодной деформации (30 %) и старения |
410...450 |
|
Окончание табл. 5.37 |
1 |
2 |
Технологические свойства или режимы обработки |
|
Температура горячей обработки давлением, °С |
800...930 |
Температура закалки, °С |
600...650 |
Температура старения, °С |
430...450 |
Усадка сплава, %: |
|
после закалки |
0,25 |
после закалки и холодной прокатки |
0,30 |
Обрабатываемость резанием (относительно латуни марки С36000), % |
20 |
5.3. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ СПЛАВЫ
Медно-никелевые сплавы этой группы (табл. 5.38) обладают высоким удельным элек тросопротивлением, особыми темоэлектриче скими свойствами (табл. 5.39) и широко ис пользуются в промышленности для электро технических целей [6, 30, 45, 46, 77]. Сплавы высокого электросопротивления делят на пре цизионные, реостатные и сплавы для нагрева тельных элементов, тензорезисторов и элек тродов термопар [30, 45, 46, 84]. Особую груп пу составляют сплавы для компенсационных проводов [84, 92].
По основному назначению к свойствам электротехнических медно-никелевых сплавов предъявляются ряд специфических требований. Однако для всей группы этих сплавов наиболее важными являются следующие свойства [6, 30,
77]:
1) высокое удельное электросопротив ление (кроме сплавов для компенсационных
проводов); 2) малый или заданный по величине и
знаку температурный коэффициент электросо противления (а'-ТКС) в интервале рабочих температур (при минимальной кривизне зави симости электросопротивление-температура);
3)температурно-временная стабиль ность электросопротивления;
4)низкая термоэлектродвижущая сила
(термоЭДС) в паре с медью;
5)высокая жаростойкость (окалиностойкость) в интервале рабочих температур;
6)высокая пластичность в холодном со стоянии, обеспечивающая возможность получе
ния из сплавов проволоки диаметром до 0,02 мм и ленты тонких сечений (толщиной до 0,01 мм).
Для обеспечения высокого электрическо го сопротивления в малом объеме материала используют сплавы со структурой твердого раствора замещения. Этим достигается сильное искажение кристаллической решетки. В неод нородном поле твердого раствора с искажен ной кристаллической решеткой длина свобод ного пробега электрона намного меньше, чем в однородном электрическом поле чистого ме талла, что уменьшает электропроводность сплава и увеличивает его электросопротивле ние. У таких сплавов - твердых растворов удельное электросопротивление может быть в десятки раз больше, чем у исходных чистых металлов.
Для создания сплавов с вышеперечислен ными свойствами в полной мере отвечает сис тема Cu-Ni. Медь и никель образуют диаграм му состояния с непрерывным рядом твердых растворов (рис. 5.34, а). В этой системе многие физические и механические свойства в зависи мости от состава изменяются по кривым с мак симумом или минимумом. Причем экстре мальные точки на этих кривых находятся вбли зи эквиатомного состава (рис. 5.34, б).
Зависимость удельного электросопротив ления и ТКС в системе Cu-Ni подчиняется классическим закономерностям: минимальные значения ТКС и максимальные значения удельного электросопротивления имеют спла вы с 40...45 %Ni. Минимальный ТКС сплава Cu - 43%Ni в интервале температур 20... 100 °С составляет 210-6 К-1, этот же сплав имеет удельное электросопротивление порядка 50-10"2 мкОм-м, что почти в 30 раз превышает
Марка
МН0,6
(ТП)
МН16
(ТБ)
МНМц43-0,5 (копель)
МНМц40-1,5 (константан)
МНМцЗ-12 (манганин)
МНМцАЖЗ-12-0,3-0,3 (манганин)
|
|
Основные компоненты |
|
||
Ni + Co |
Fe |
Mn |
А1 |
||
0,57...0,63 |
- |
- |
|
- |
|
15,30...16,30 |
- |
- |
|
- |
|
42,5... |
44,0 |
- |
0,1... |
1,0 |
- |
39,0... |
41,0 |
- |
1,0... |
2,0 |
- |
2,50... |
3,50 |
- |
11,5... |
13,5 |
- |
2,5... |
3,5 |
0,2...0,5 |
И ,5... |
13,5 |
0,20...0,40 |
Примеси, |
Полуфабрикаты и |
не более |
области применения |
0,005Fe; 0,02Si; 0,005Pb; 0,005S; 0,02C; 0,002P; 0,002Bi; 0,002As; 0,002Sb; L 0,10
0,005Fe; 0,02Si; 0,05Mg; 0,002S; 0,03C; 0,002P; 0,002Bi; 0,002As; 0,002Sb; 1 0,20
0,15Fe; 0,1OSi; 0,05Mg; 0,002Pb; 0,0IS; 0,10C; 0,002P; 0,002Bi; 0,002As; 0,002Sb; 10,60
0,50Fe; 0,1OSi; 0,05Mg; 0,005PB; 0,02S; 0,10C; 0,005P; 0,002Bi; 0,010As; 0,002Sb; 10,10
0,50Fe; 0,10Si; 0,03Mg; 0,020Pb; 0,020S; 0,05C; 0,005P; 0,002Bi; 0,005As; 0,002Sb; 10,90
10,4
Проволока для изготовления компенсационных проводов
Проволока для изготовления компенсационных проводов
Проволока для термопар, компенсационных проводов и радиотехнических устройств с рабочей температурой не выше 600 °С
Проволока, полосы, ленты для электротехнических целей (для изготовления реостатов), термопар, нагревательных приборов с рабрчей температурой до 500 °С
Листы, проволока; резисторный материал с малым температурным коэффициентом электросопротивления; применяется для приборов электросопротивления с рабочей температурой до 100 °С, а также для точных измерительных приборов
Пр и м е ч а н и я : 1. Примеси, не указанные в таблице, учитываются в общей сумме примесей.
2.Содержание отдельных примесей может корректироваться по согласованию с потребителем.
СПЛАВЫ НИКЕЛЕВЫЕ-МЕДНО
Марка |
Свойство |
|
|
|
|
Температура, °С |
|
|
|
||
0 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
|||
|
|
||||||||||
|
р, мкОмм |
0,483 |
0,482 |
0,483 |
0,485 |
0,488 |
0,497 |
0,503 |
0,509 |
0,515 |
|
МНМц40-1,5 |
а'1 0 3, К~’ |
- |
0,0206 |
0,0207 |
0,0414 |
0,0720 |
0,1125 |
0,1820 |
0,1290 |
0,1375 |
|
(константан) |
ТермоЭДС в nape с Pt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
температуре холодного спая 0 °С, |
0 |
-3 ,4 |
-7 ,2 |
-11,3 |
-15,5 |
-19,9 |
-24,5 |
-29,1 |
-33,7 |
|
|
рВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р, мкОмм |
0,504 |
0,497 |
0,491 |
0,486 |
0,483 |
0,483 |
0,485 |
0,488 |
0,492 |
|
МН43-0,5 |
а'103, К-1 |
-0,14 |
-0,12 |
-0,10 |
-0,06 |
0 |
+ 0,04 |
+ 0,06 |
+ 0,08 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(копель) |
ТермоЭДС в nape с Pt |
|
|
|
|
|
|
|
|
-40,2 |
|
|
температуре холодного спая 0 °С, |
0 |
-4,0 |
-8,5 |
- 13,5 |
- 18,5 |
-23,7 |
-27,4 |
-34,6 |
||
|
рВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р, мкОм м |
0,4337 |
0,4331 |
0,4282 |
0,4281 |
0,4281 |
- |
- |
- |
- |
|
МНМцЗ-12 |
а'-103, К '1 |
- |
0,08 |
0,0672 |
0,0028 |
0,00 |
- |
- |
- |
- |
|
(манганин) |
ТермоЭДС в nape с Pt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
температуре холодного спая 0 °С, |
0 |
+ 0,89 |
+ 1,89 |
+ 3,29 |
+ 5,06 |
- |
- |
- |
- |
|
|
цВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р, мкОм м |
0,0299 |
0,0300 |
0,0310 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
МН0,6 |
а'-103, К"1 |
2,758 |
3,541 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
ТермоЭДС в nape с Pt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(ТП) |
|
+ 0,12 |
|
|
-2,17 |
-3,17 |
|
|
|
||
|
температуре холодного спая 0 °С, |
0 |
-0,61 |
-1,36 |
- |
- |
- |
||||
|
рВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р, мкОм м |
0,2352 |
0,2415 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
МН16 |
а'103, К '1 |
2,943 |
2,679 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
ТермоЭДС в nape с Pt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(ТБ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
температуре холодного спая 0 °С, |
0 |
-2,21 |
-4,80 |
-7,93 |
- 11,91 |
- 14,91 |
- |
- |
- |
|
|
цВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СПЛАВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ
К)
S
Рис. 5.34. Диаграмма состояния системы Cu-Ni (а) и физические и механические свойства сплавов системы Cu-Ni (6) (термоЭДС дана относительно платины при 100 °С)
электросопротивление чистой меди (1,724х х10-2 мкОм м). Никель существенно упрочняет медь, и максимальную прочность и твердость имеют сплавы с 45... 50 % Ni.
Для практического использования медно никелевых сплавов в качестве материалов электротехнического назначения важно, что никель, существенно упрочня медь, сохраняет присущую ей пластичность и вязкость. Элек тротехнические сплавы применяются главным образом в виде проволоки или ленты. Поэтому высокая пластичность медно-никелевых спла вов - твердых растворов позволяет получать путем волочения проволоку малых диаметров и прокатывать ленту тонких сечений.
Наиболее распространенными современ ными сплавами для точных измерительных приборов, применяемыми в приборостроении, электронной технике, радиотехнике в качестве резистивных материалов, являются константан МНМц40-1,5 (Си - 40 % Ni - 1,5 % Мп) и ман ганин МНМцЗ-12 (Си - 3 % Ni - 12 % Мп) (см. табл. 5.38).
Эти сплавы применяют для изготовления проволочных резисторов, используемых в ра диоэлектронной аппаратуре, реостатов и пере менных сопротивлений, образцовых сопротив лений, шунтов и других элементов электриче ских аппаратов [6, 30, 45, 77].
Прецизионные сплавы для точных рези сторов образцовых мер, измерительных прибо ров и вычислительных машин должны отли чаться исключительно высокой временной и температурной стабильностью своих электри ческих параметров и обладать малой термо ЭДС в паре с медью (или другими соедини тельными проводами) во избежание погрешно стей от дополнительного источника ошибок. Требование малой термоЭДС в паре с медью вызвано тем, что в электрической схеме прибо ра монтаж резисторных элементов ведут с по мощью медных проводов. ТермоЭДС, возни кающая в контакте проволочного резистора с соединительными медными проводами, может изменить электрические параметры схемы, что нарушит режим работы прибора и уменьшит точность его показаний [23, 46, 84].
Манганин МНМцЗ-12. Одним из наибо лее распространенных и стабильных резистор ных медных сплавов является манганин МНМцЗ-12. Манганин - это важнейший пре цизионный сплав на медной основе. Он являет ся типичным представителем сплавов - твер дых растворов на базе системы Cu-Mn. Добав ка никеля (3 %) входит в медно-марганцевый твердый раствор, так что сплав МНМцЗ-12 является однофазным а-раствором.
В двойной системе Cu-Mn закономерно сти изменения физических и механических свойств в зависимости от состава качественно такие же, как и в системе Cu-Ni: с увеличением содержания марганца от 0 до 18 % удельное электросопротивление резко возрастает от 0,018 до 0,58 мкОмм, а ТКС падает с 4,2-10*^ до 0,03 10-6 К"1 Благодаря этому манганин МНМц 3-12, созданный на базе тройной сис темы Cu-Ni-Mn, обладает малым температур ным коэффициентом электросопротивления (~М 0"5К"1) и высоким значением удельного электросопротивления (0,47 мкОмм) (см. табл. 5.39).
Манганин МНМцЗ-12 выпускается в ви де проволоки диаметром от 0,02 мм и более, а также в виде микропроводов диаметром З...10мкм в стеклянной оболочке. После ста билизирующей термической обработки (отжиг при постоянно снижающихся температурах, начиная с 400 °С и кончая 20 °С) он приобрета ет уже не изменяющиеся при эксплуатации электрические свойства и весьма малую тер моЭДС в паре с медью: - 1мкВ/°С; сплав от личается также достаточно высокой прочно стью (ав = 500...550 МПа), но невысокой пла стичностью (табл. 5.40). В состоянии поставки
Марка
МН43-0,5
(копель)
МНМц40-1,5 (константан)
МНМцЗ-12 (манганин)
МНМцАЖЗ-12-0,3-0,3 (манганин)
МН0,6 (ТП)
МН16 (ТБ)
5.40. Гарантируемые механические и физические свойства проволоки из медно-никелевых электротехнических сплавов
|
Диаметр |
|
о„ МПа |
5, % |
|
|
ТермоЭДС в |
ТемоЭДС в паре с медью |
||
|
|
|
|
Р, |
а'106 при |
паре с медью |
при температуре |
|||
ГОСТ |
проволоки, |
Состояние |
|
|
свободного конца °С и |
|||||
|
мм |
|
|
не менее |
мкОмм |
20...100°С, К*1 |
на 1 °С, |
рабочего конца 100 °С, |
||
|
|
|
|
|
мкВ/°С |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
цВ |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1791 |
0,20; 0,30 |
Мягкое |
400 |
15 |
0,47 ± 0,05 |
— |
— |
-4,81 ±10 |
||
0,40...2,50 |
400 |
20 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
1790 |
0,5; 0,7; |
1,2; |
Мягкое |
400 |
20 |
0,47 ± 0,05 |
— |
— |
— |
|
2,5; 3,2; 5,0 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1791 |
0,20; 0,30; |
Мягкое |
400 |
10 |
0,465 ±0,015 |
— |
-3 9 |
- 4,81 ± 10 |
||
0,40...2,50 |
400 |
15 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
0,020...5,00 |
Твердое |
650 |
- |
0,49 ±0,03 |
- |
- |
- |
||
5307 |
0,10...0,45 |
Мягкое |
450... |
15 |
0,465 ±0,015 |
— |
_ |
— |
||
|
0,50...5,00 |
20 |
||||||||
|
|
650 |
|
|
|
|
||||
|
0,02... 0,04 |
Твердое |
750 |
_ |
0,48 ± 0,05 |
10...25 |
1 |
— |
||
|
0,05...6,0 |
700 |
9 |
|||||||
10155 |
|
|
|
|
|
|||||
0,05... 0,09 |
|
450 |
10 |
|
|
|
|
|||
|
Мягкое |
0,47 ± 0,05 |
10...25 |
1 |
— |
|||||
|
0,10...6,0 |
420 |
15 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
10155 |
0,05...0,09 |
Мягкое |
450 |
10 |
0,47 ± 0,05 |
2...10 |
1 |
|
||
0,10...6,0 |
- |
15 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
1791 |
0,2... 0,3 |
Мягкое |
200 |
20 |
' 0,025 ± 0,03 |
— |
— |
-0,64 ±0,03 |
||
0,4...2,5 |
200 |
25 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
1791 |
0,2...2,5 |
Мягкое |
450 |
20 |
0,236 |
- |
- |
2,96 ±0,1 |
СПЛАВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ
для катушек из манганиновой проволоки после намотки применяют дополнительный отжиг при 200 °С в течение нескольких часов. Манга нин применяется в образцовых сопротивлени ях, в магазинах, уравновешенных мостах, для добавочных сопротивлений и шунтов измери тельных приборов высокого класса точности 0,1; 0,2; 0,5.
Основным недостатком манганина явля ется узкий интервал температур стабильной работы (± 60 °С) и относительно малые значе ния удельного электросопротивления (по срав нению со сплавами на основе марганца трой ной системы Mn-Cu-Ni) и пластичности. До пустимая рабочая температура для манганина составляет 100 °С, однако для образцовых со противлений ее ограничивают 60 °С, так как при более высоких температурах служебные
характеристики манганина несколько изменя ются.
В манганине МНМцЗ-12 при длительной работе происходит процесс старения (в твердом растворе протекают процессы типа К-состояния и упорядочения), сопровождающиеся измене нием электрических свойств. Для стабилизации свойств в манганин вводят небольшие добавки алюминия и железа (см. табл. 5.38, манганин МНМцАЖЗ-12-0,3-0,3). Добавки алюминия и железа (по 0,3 % каждого элемента) входят в твердый раствор, практически не изменяя ме ханические свойства и удельное электросопро тивление, но несколько уменьшая ТКС (см. табл. 5.40) и повышая надежность работы ман ганина при длительной эксплуатации прибо ров. Свойства и режимы обработки манганина приведены в табл. 5.41.
5.41. Физические, механические, технологические свойства и режимы обработки манганина МНМцЗ-12
Свойства или режимы обработки |
Значения |
1 |
2 |
Физические свойства |
|
Температура плавления, °С: |
|
ликвидус |
1010 |
солидус |
960 |
у, кг/м3 |
8400 |
а-106 при 20...100 °С, К"1 |
16,0 |
р, мкОм м |
0,435 |
а'104, К '1 |
0,3 |
Ср, Дж/(кг К) |
408 |
X, Вт/(м-К) |
21,8 |
Термоэлектродвижущая сила в паре с медью на 1 °С, мкВ |
1 |
Пробойное напряжение (проволока без изоляции 0 0,03...0,54 мм), цВ |
400 |
Е, ГПа |
126 |
Механические свойства (проволока) |
|
ов, МПа: |
|
мягкое состояние |
400...550 |
твердое состояние (деформация 60 %) |
900 |
Оо,2 >МПа: |
|
литое состояние (слиток) |
140 |
мягкое состояние |
200 |
твердое состояние (деформация 60 %) |
600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 5.41 |
||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
6, %: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мягкое состояние |
|
|
|
|
|
|
30 |
|||
твердое состояние (деформация 60 %) |
|
|
|
2 |
||||||
НВ: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мягкое состояние |
|
|
|
|
|
|
120 |
|||
|
|
Технологические свойства или режимы обработки |
|
|||||||
Температура литья, °С |
|
|
|
|
|
|
1160...1175 |
|||
Температура горячей обработки давлением, °С |
|
|
800...850 |
|||||||
Температура отжига, °С: |
|
|
|
|
|
|
||||
рекристаллизационного |
|
|
|
|
|
700...750 |
||||
низкотемпературного для стабилизации свойств |
|
250...370 |
||||||||
Максимальная рабочая температура, °С |
|
|
|
100 |
||||||
Максимально допустимая деформация при волочении за один проход, % |
30 |
|||||||||
Суммарное обжатие, % |
|
|
|
|
|
|
70...90 |
|||
Травитель - водный раствор H2S04, % |
|
|
|
10...15 |
||||||
Обрабатываемость резанием, % |
|
|
|
|
20 * |
|||||
Паяемость |
|
|
|
|
|
|
|
|
Хорошая |
|
Свариваемость |
|
|
|
|
|
|
Удовлетворительная |
|||
Константам МНМц40-1,5 имеет высо |
ТКС, предъявляются повышенные требования |
|||||||||
кое и стабильное в |
диапазоне |
температур |
по жаростойкости и стойкости против истира |
|||||||
- 100 °С...+ 300 °С удельное электросопротив |
ния. Всем этим требованиям константан удов |
|||||||||
ление, а также очень малый температурный |
летворяет в полной мере. |
|
||||||||
коэффициент |
электросопротивления |
(см. |
Константан является также основным ма |
|||||||
табл. 5.40). Он устойчив в отношении корро |
териалом для тензорезисторов (тензодатчиков) |
|||||||||
зии, жаростоек, имеет высокие механические |
в низкотемпературных тензометрах. |
|||||||||
свойства (в отожженном состоянии ав = 400... |
Тензометрические сплавы должны иметь |
|||||||||
500 МПа; 6 = 40...50 %) и хорошо обрабатыва |
[6, 30, 77]: |
|
|
|||||||
ется давлением: из него получают проволоку |
- высокое |
удельное |
электросопротивле |
|||||||
диаметром до 0,02 мм. |
|
|
|
|
ние; |
|
|
|||
Однако применение его в качестве точ |
- малый и постоянный температурный |
|||||||||
ных сопротивлений ограничено из-за высокого |
коэффициент электросопротивления; |
|||||||||
значения термоЭДС в паре с медью - 39 мкВ/°С |
- постоянство свойств во времени. |
|||||||||
(последнее позволяет его использовать в тер |
Однако важнейшей характеристикой для |
|||||||||
мопарах для измерения температур до 700 °С). |
тензорезисторов |
является |
тензочувствитель- |
|||||||
Поэтому константан не применяют для шунтов |
ность S. Она определяется по формуле: |
|||||||||
и добавочных сопротивлений в точных изме |
|
|
|
|||||||
рительных |
приборах. |
Преимущественно |
его |
|
_ ДR/R |
(8) |
||||
используют |
для |
изготовления реостатов |
или |
|
~ А 1/1 |
|||||
нагревательных |
элементов, |
работающих |
до |
|
’ |
|||||
|
|
|
||||||||
500 °С, когда термоЭДС в |
паре |
с медью не |
где Д/R - относительное приращение электро |
|||||||
имеет существенного значения. |
|
|
сопротивления; |
A l/l - относительное измене |
||||||
К реостатным сплавам, кроме высокого |
||||||||||
ние длины (удлинение или сжатие). |
||||||||||
удельного |
электросопротивления |
и малого |
Для тезорезисторов тсзочувствительность должна быть менее 2. Она может быть рассчи тана по формуле:
5= ^Е^ +(1+2ц), |
(9 |
РР
где р - удельное электросопротивление; Ар - изменение р под влиянием внешней нагрузки Р\ F - площадь поперечного сечения проволо ки, из которой изготовлен тезодатчик; Е и \х-
соответственно модуль нормальной упругости и коэффициент Пуассона (физические констан ты материала тензодатчика). Итак, константан МНМц40-1,5 применяют для изготовления реостатов, потенциометров, тензодатчиков, электродов термопар и нагревательных прибо ров с рабочей температурой до 500 °С.
Химический состав константана МНМц40-1,5 приведен в табл. 5.38, его физи ческие, механические, технологические свой ства и режимы обработки - в табл. 5.42.
5.42.Физические, механические, технологические свойства и режимы обработки электротехнических медно-никелевых сплавов
МНМц43-0,5 (копель) и МНМц40-1,5 (контстантан)
Значения свойств сплавов
Свойства или режимы обработки |
МНМц43-0,5 |
МНМц40-1,5 |
|
||
1 |
. 2 |
3 |
Физические свойства |
|
|
Температура плавления, °С: |
|
|
ликвидус |
1290 |
|
солидус |
1260 |
1260 |
у, кг/м3 |
8900 |
8900 |
а-106, К"1при: |
|
|
20... 100 °С |
- |
14,4 |
20...600 °С |
16,8 |
- |
20... 1000 °С |
18,8 |
- |
|
|
|
р, мкОм м |
0,49 |
0,48 |
а' Ю4, К '1 |
-1,4 |
0,2 |
срл Дж/(кг-К) |
377 |
377 |
X, Вт/(м К) |
24,3 |
20,9 |
£, ГПа |
166 |
- |
Механические свойства (проволока) |
|
|
ав, МПа: |
|
|
мягкое состояние |
400 |
450 |
твердое состояние (деформация 80 %) |
700 |
750 |
0 0 . 2 (мягкое состояние), МПа |
220 |
- |
5, %: |
|
|
мягкое состояние |
35 |
30 |
твердое состояние (деформация 80 %) |
2 |
2...4 |
у (мягкое состояние), % |
72 |
71 |