» » Марганец-медь-галлий
05.02.2015

Сплавы этой системы обладают многими интересными свойствами, которые изучали Дин и его коллеги в Горном комитете США. Равновесная диаграмма относительно проста и наилучшим образом изучена; она приведена на рис. 119. В этой упрощенной диаграмме игнорируются различные сложности в марганцевом углу, связанные с аллотропией марганца.
Фазовые области заняты следующими соединениями: гранецентрированной γ-фазой, которая представляет собой медно-никелевый γ-марганцевый твердый раствор; α+γ-фазами, появляющимися в результате распада γ-фазы в бинарной системе медь — марганец; упорядоченными MnNi и МnNi3-фазами, первая из которых сохраняется в тройной системе.
Марганец-медь-галлий

С практической точки зрения наиболее важными выводами, которые можно сделать при изучении этой системы, являются следующие:
1) Несмотря на то, что бинарные сплавы никеля с марганцем, в которых образуется упорядоченная фаза MnNi1 являются хрупкими, введение меди придает пластичность этим сплавам, но препятствует упорядочению и упрочнению, с которым связано это упорядочение.
2) Распад γ→α+γ в тройных сплавах вдет намного медленнее, чем в бинарных сплавах системы Mn—Cu; поэтому свойства тройных сплавов при нагреве более стабильны по сравнению со свойствами бинарных сплавов.
Устранение хрупкости тройных сплавов, изготовленных из материалов высокой чистоты, иллюстрируется рис. 120 по Дину и Андерсону. Показаны участки тройной диаграммы, в которых наблюдается хрупкость, и участок, в котором деформируемые сплавы могут быть упрочнены путем соответствующей термической обработки. Хрупкость марганцевоникелевых сплавов устраняется при введении меди в количествах 15—20%. Упрочнение в области b происходит благодаря упорядочению фазы на базе MnNi, а в области а — в связи с распадом γ-фазы на γ+α-марганец. Сплавы, находящиеся в первой области, имеют важное промышленное значение.
Марганец-медь-галлий

Эти дисперсионно твердеющие сплавы изучали Дин, Лонг, Грехем и Матьюз. Оптимальная обработка состояла из гомогенизации при 650° и последующего старения при 350—450°; твердость регулировалась временем старения. Холоднодеформируемые сплавы твердеют гораздо интенсивнее при старении, чем сплавы, предварительно гомогенизированные. Физические свойства некоторых подобных сплавов сравнимы с аналогичны ми свойствами меднобериллиевых сплавов.
Дин рекомендует для промышленного использования сплав, содержащий 60% Cu; 20% Ni 20% Mn. После полного упрочнения при 450° сплав обладает σ0,1 = 126,4 кг/мм2, σВ = 161,6 кг/мм2, δ = 1,9%, HV = 429, E = 14966 кг/мм2. После отжига при 982° эти свойства имеют соответственно следующие значения: 48 5; 62; 15; 215 и 13666 кг/мм2 Особенность этих сплавов состоит в том, что если они разупрочнились при выcоком нагреве, то они могут быть вновь упрочнены простым нагревом до более низких температур. Это характерно для процессов упорядочения и разупорядочения.
Пластичность сплавов в большой степени зависит от чистоты марганца, используемого при их приготовлении. Дин и другие использовали электролитический марганец, и почти все сплавы, даже содержащие до 98% Mn, подвергались ковке. Исключение составляют сплавы на базе MnNi (см. рис 120). В более ранней работе Жемчужнова, Погодина и Финкейсена указывались более обширные интервалы составов хрупких сплавов вслед стане использования менее чистого марганца.
Электрические свойства сплавов, по данным Дина и Андерсона, обобщены на рис. 121 и 122.
Марганец-медь-галлий

Марганцовомедноникелевые сплавы, содержащие ~20% Mn, длительное время использовали в качестве материалов для эле ментов сопротивления В этих сплавах сочетаются довольно высокое электросопротивление с малым температурным коэффициентом; типичным является сплав манганин, содержащий приблизительно 84% Cu; 4% Ni; 12% Mn и иногда небольшое количество железа. Сплав обладает сопротивлением около 75*10в-6 ом*см и температурным коэффициентом 1*10в-5 при 20°; сплав изучали Хэнтер и Бэкон, а также Баш Работа Дина показала, что другие сплавы этой системы обладают более высокими значениями сопротивления — до 190*10в-6 ом*см и имеют температурный коэффициент, по крайней мере, такой же, как и манганин.
Несмотря на то, что аналогичные свойства могут быть достигнуты на сплавах бинарной системы Mn—Cu, эти сплавы неустойчивы при нагреве до температур, при которых имеет место превращение γ→γ+α Тройные сплавы более устойчивы, как это следует из данных Дина, приведенных в табл. 52.
Недостатком тройных сплавов является то, что они чрезвычайно склонны к интеркристаллитной коррозии, что, по мнению Дина, связано с выделении дисперсных частиц второй фазы.
В системе Mn—Cu—Ni имеются также сплавы с весьма высокими коэффициентами термического расширения. Свойства этих сплавов изучали Дин, Андерсон и Поттер. На рис. 123 приводятся данные для коэффициента расширения в температурном интервале 20—100° для сплавов, закаленных с 900°; максимальное значение коэффициента расширения составляет при мерно 27*10в-6 на 1°С на сплаве, содержащем около 72% Mn и 10% Ni Сплав изготовляют в промышленном масштабе и используют для термостатов в качестве одного из элементов биметаллов с высоким расширением.
Марганец-медь-галлий