Материаловедение для помощников машиниста электровоза (стр. 15 )

Длительно  допустимая  температура  проводникового  алюминия  при  использовании  его  на  воздухе  не  должна  превышать  300 градусов.

  2.СЕРЕБРО

относится  к  группе  благородных  металлов, не  окисляющихся  на  воздухе  при  комнатной  температуре. Интенсивное  окисление  серебра  начинается  при  температуре  выше  200 градусов.  Как  и  все  благородные  металлы, серебро  отличается  высокой  пластичностью, позволяющей  получать  фольгу  и  проволоку  диаметром  до  0,01 мм. Кроме  того, серебро  обладает  наивысшей  проводимостью.

Основные  характеристики  проводникового  серебра: плотность  10500  кг/кубический  метр, температура  плавления  960 градусов, КТР  19,3.10-6  1/градус  Цельсия, т. е.  немного  больше, чем  у  меди; изделия  из  мягкого  серебра – разрушающее  напряжение  при  растяжении  150 – 180 МПа, относительное  удлинение  45 – 50%, удельное  электрическое  сопротивление  0,015 мкОм. метр, а  из  твёрдого  серебра – разрушающее  напряжение  при  растяжении  203 МПа, относительное  удлинение  46%, удельное  электрическое  сопротивление мкОм. метр,  ТКР – 0,00369  1/градус  Цельсия. 

По  сравнению  с  медью  и  алюминием  серебро  применяют  ограниченно  в  сплавах  с  медью, никелем  или  кадмием – для  контактов  в  реле  и  в  других  приборах  на  небольшие  токи, а  также  в  припоях  ПСр 10, ПСр 25  и  др.

  3. ВОЛЬФРАМ

Относится  к  группе  тугоплавких  металлов  и  широко  применяется  в  электротехническом  производстве  в  качестве  износостойкого  материала  для  электрических  контактов  и  деталей  в  электровакуумных  приборах (нити  ламп  накаливания, электроды  и  др.).

Вольфрам – металл  серого  цвета, обладающий  очень  высокой  температурой  плавления  и  большой  твёрдостью, получают  методом  порошковой  металлургии. Для  этого  из  частиц  вольфрама (порошка) прессованием  в  стальных  пресс-формах  получают  заготовки – стержни, которые  подвергают  спеканию  при  1300  градусах.

Спечённые  вольфрамовые  стержни  имеют  ещё  зернистое  строение  и  хрупки, поэтому  их  нагревают  до  3000  градусов. Для  получения  механически  прочного  металла  стержни  подвергают  многократной  ковке  и  волочению  с  перемежающимися  периодами  отжига. В  результате  такой  обработки  вольфрам  приобретает  волокнистое  строение, обеспечивающее  ему  высокую  механическую  прочность  и  пластичность.

Из  вольфрама  изготовляют  проволоку  диаметром  до  0,01 мм. Окисление  вольфрама  на  воздухе  начинается  при  температуре  от  400  градусов  и  выше. В  вакууме  вольфрамовые  детали  могут  работать  при  температуре  до  2000  градусов.

Основные  характеристики  вольфрама  следующие:  плотность  19300  кг/кубический  метр, температура  плавления  3380  градусов; изделий  из  отожжённого  вольфрама – разрушающее  напряжение  при  растяжении  380 – 500 МПа, удельное  электрическое  сопротивление  0,055 мкОм. метр, а  изделий  из  твёрдого  вольфрама – разрушающее  напряжение  при  растяжении  примерно  1800 МПа, удельное  электрическое  сопротивление  0,0612 мкОм. метр. Температурный  коэффициент  сопротивления  ТКр = 0,0046  1/градус  Цельсия.

  УРОК  № 21.

  ТЕМА. МАНГАНИН  и  КОНСТАНТАН.

  ДЗ (1), с. 127 – 129.

  1.МАНГАНИН.

Это  сплав  84 – 86%  меди, 2 – 3% никеля  и  12 – 13% марганца. Цвет  манганина  светло-оранжевый, плотность  8400  кг/кубический  метр, температура  плавления  960  градусов, КТР  1,8.10-5  1/градус  Цельсия.

Основные  характеристики  мягких  изделий  из  манганина: разрушающее  напряжение  при  растяжении  450 – 550 МПа; относительное  удлинение  10 – 25%, удельное  электрическое  сопротивление  0,42 – 0,47  мкОм. метр; а  твёрдых – разрушающее  напряжение  при  растяжении  550 – 600 МПа; относительное  удлинение  5 – 9%; удельное  электрическое  сопротивление  0,47 – 0,53 мкОм. метр; ТКр (1 – 6)х10-5  1/градус  Цельсия. Для  увеличения  удельного  электрического  сопротивления  манганина  до  1,5 – 2 мкОм. метр  в  его  состав  вводят  повышенное  количество  марганца (60 – 67%) и  никеля (16 – 30%), уменьшая  содержание  меди.

Достоинством  манганиновых  изделий  является  то, что  их  электрическое  сопротивление  очень  мало  зависит  от  температуры, а  также  весьма  малая  терм - ЭДС  в  контакте  с  медью (0,9 – 1  мкВ/градус  Цельсия).

Для  стабилизации  электрических  характеристик  манганиновых  изделий  их  подвергают  тепловой  обработке  в  вакууме  при  400  градусах  и  последующей  длительной  выдержке  при  комнатной  температуре. Это  повышает  однородность  сплава  и  стабилизирует  его  свойства. Наибольшая  допустимая  температура  для  изделий  стабилизированных  сортов  манганина  200  градусов, из  сортов  нестабилизированных  60  градусов. При  повышении  этих  температур  происходит  необратимое  изменение  свойств  манганиновых  изделий.

Из  манганина  изготовляют  мягкие  и  твёрдотянутые  проволоки  диаметром  0,02 – 6 мм  и  ленты  толщиной  до  0,08 мм  и  шириной до  270 мм. Кроме  того,  выпускают  манганиновые  обмоточные  провода  с  эмалевой  изоляцией, с  изоляцией  из  натурального  шёлка, а  также  изолированные  эмалью  и  одним  слоем  натурального  шёлка.

Манганиновые  изделия  применяют  в  производстве  резисторов  и  потенциометров  высоких  классов  точности.

  2.КОНСТАНТАН

это  сплав  58 – 60%  меди, 32 – 40% никеля  и  1 – 2%  марганца. Цвет  константана  серебристо-жёлтый, плотность  8900  кг/кубический  метр, температура  плавления  1260  градусов, КТР  1,4.105  1/градус  Цельсия.

Основные  характеристики  мягкой (отожжённой) проволоки: разрушающее  напряжение  при  растяжении  400 – 500 МПа; относительное  удлинение  40 – 50%; удельное  электрическое  сопротивление  0,45 – 0,48 мкОм. метр; а  твёрдотянутой – разрушающее  напряжение  при  растяжении  650 – 720 МПа; относительное  удлинение  2 – 5%; удельное  электрическое  сопротивление  0,46 – 0,52 мкОм. метр. Температурный  коэффициент  удельного  сопротивления  изделий  из  константана (0 – 6).10-5  1/градус  Цельсия, т. е.  электрическое  сопротивление  многих  составов  константана  при  изменении  температуры  не  изменяется.

Термо - ЭДС  константана  в  паре  с  медью  значительна,  и  составляет  42, 8  мкВ/градус, что  не  позволяет  использовать  константановую  проволоку  и  ленты  в  высокоточных  электроизмерительных  приборах.

Из  константана  изготовляют  мягкие  и  твёрдые  изделия: проволоку  диаметром  от  0,03  до  5 мм  и  ленту  толщиной  до  0,1 мм. Изолированную  константановую  проволоку  в  паре  с  медной  применяют  для  изготовления  термопар. Константановые  изделия (проволока, ленты) могут  использоваться  при  температурах  не  выше  500  градусов.

  УРОК  № 22.

  ТЕМА. ЖАРОСТОЙКИЕ  ПРОВОДНИКОВЫЕ  МАТЕРИАЛЫ.

  ДЗ, (1), с. 129 – 131.

Жаростойкими  проводниковыми  материалами  являются  сплавы  на  основе  никеля, хрома  и  некоторых  других  компонентов. Жаростойкость, т. е.  не  окисляемость  этих  сплавов  при  высоких  температурах, обусловлена  образованием  на  их  поверхности  оксидной  плёнки  большой  плотности, исключающей  дальнейший  доступ  кислорода. Основой  жаростойких  оксидных  плёнок  являются  оксид  хрома  и  закись  никеля, которые  при  высоких  температурах  не  испаряются  с  поверхности  сплава. Жаростойкие  проводниковые  материалы  на  основе  никеля, хрома  и  алюминия, соответственно  называемые  нихромами, фехралями  и  хромалями, представляют  собой  твёрдые  растворы  металлов  с  неупорядоченной  структурой  и  поэтому  обладают  большими  удельными  сопротивлениями  и  малыми  температурными  коэффициентами  сопротивления.