Vara-nickel (Cu-Ni) attiecas uz sakausējumu saimi, kas galvenokārt sastāv no vara (Cu) un niķeļa (NI), ar nelieliem citiem elementiem, piemēram, dzelzs, mangāna vai hroma pievienošanu, lai uzlabotu īpašas īpašības. Šie sakausējumi tiek vērtēti pēc to unikālās korozijas pretestības kombinācijas (īpaši sālsūdenī), mehāniskā stiprība, termiskā stabilitāte un pretmikrobu īpašības. Parastās vara-nickel pakāpes ietver 70-30 (70% vara, 30% niķeļa) un 90–10 (90% vara, 10% niķeļa), kuras plaši izmanto jūras inženierijas, santehnikas un rūpnieciskos lietojumos.
Vara-nickela korozijas ātrums ir atkarīgs no sakausējuma pakāpes, vides apstākļiem (piemēram, temperatūras, sāļuma, plūsmas ātruma) un iedarbības laika. Kopumā:
Jūras ūdenī: Vara-nickel sakausējumiem ir ļoti zems korozijas ātrums, parasti0,002–0,02 mm gadāpar 90-10 un 70-30 pakāpēm. Šis lēnais ātrums ir saistīts ar aizsargājoša oksīda slāņa (bagāta ar vara, niķeļa un dzelzs oksīdu) veidošanos, kas kavē turpmāku noārdīšanos.
Saldūdens vai rūpniecības vidē: Korozijas ātrums ir vēl zemāks, bieži vien mazāks par 0,01 mm gadā, ja vien tas nav pakļauts agresīvām ķīmiskām vielām (piemēram, spēcīgām skābēm), kas izjauc aizsargājošo slāni.
Salīdzinājumam-daudzi citi metāli (piemēram, oglekļa tērauds) jūras ūdenī korozē ar ātrumu 10–100 reizes ātrāk, izceļot vara-Nikela pārākumu šādos apstākļos.
Vara-nickel atšķiršanu no tīra vara var veikt, izmantojot vairākas metodes, pamatojoties uz vizuālām, fizikālām vai ķīmiskām īpašībām:
Krāsa:
Tīram varam ir atšķirīgsspilgti sarkanīgi oranžsnokrāsa.
Vara-nickel sakausējumi irgaiši zelta, sudraba pelēks vai viegla bronza(Jo vairāk niķeļa, jo bālāks krāsa; piemēram, 70-30 cu-ni ir sudrabains ar nelielu dzeltenu nokrāsu).
Magnētisms:
Tīrs varš nav magnētisks.
Lielākā daļa vara-nickel sakausējumu ir arī nemagnētiski, bet dažas pakāpes ar pievienotu dzelzi (piemēram, 70–30 Cu-Ni ar 1–2% Fe) var uzrādīt vāju magnētisko pievilcību.
Blīvums:
Tīram varam ir lielāks blīvums (~ 8,96 g/cm³).
Vara-nickel sakausējumi ir nedaudz mazāk blīvi (piemēram, 90-10 Cu-Ni: ~ 8,8 g/cm³; 70-30 cu-ni: ~ 8,5 g/cm³). Vienkāršs svara salīdzinājums vienādiem apjomiem var atklāt atšķirības.
Ķīmiskais tests:
Slāpekļskābes pievienošana tīram varam rada zili zaļu šķīdumu (vara jonu dēļ).
Vara-nickel lēnāk reaģē ar slāpekļskābi, un šķīdumam var būt zaļgana nokrāsa ar pelēcīgām nogulsnēm (no niķeļa joniem).
Elektriskā vadītspēja:
Tīrs varš ir lielisks vadītājs (~ 100% IACS).
Vara-niklei ir zemāka vadītspēja (piemēram, 90-10 Cu-Ni: ~ 20% IAC; 70-30 Cu-Ni: ~ 14% IACS), izmērāmi ar vadītspējas mērītāju.
Nickel tiek pievienots varam, lai uzlabotu galvenās īpašības, padarot sakausējumu daudzpusīgāku nekā tīru vara īpašās lietojumprogrammās:
Izturība pret koroziju: Niķelis uzlabo izturību pret jūras ūdeni, sālījumiem un rūpnieciskajām ķīmiskajām vielām (piemēram, sēra savienojumiem). Sakausējums veido stabilu oksīda slāni, kas novērš pitāšanu, plaisu koroziju un biofulingu kritisku jūras lietošanai (kuģu korpusi, siltummaiņi) un atsāļošanas iekārtas.
Mehāniskā izturība: Tīra vara ir kaļama, bet samērā mīksta. Niķeļa pievienošana palielina stiepes izturību, cietību un izturību pret nogurumu, padarot vara-nickel piemērotu strukturālām sastāvdaļām (piemēram, caurulēm, vārstiem), kuriem stresa apstākļos nepieciešama izturība.
Termiskā stabilitāte: Vara-nickel saglabā savas mehāniskās īpašības augstākā temperatūrā labāk nekā tīrs varš, padarot to noderīgu siltummaiņos un augsta temperatūras rūpniecības sistēmās.
Izskats un izturība pret triecieniem: Niķelis piešķir varam sudrabainu, izturīgu apdari izturīgu apdari, padarot to ideālu dekoratīviem priekšmetiem, monētām (piemēram, ASV niķeļi ir 75% Cu, 25% NI) un rotaslietas.
Pretmikrobu īpašības: Kaut arī tīram varam ir pretmikrobu iedarbība, vara-nickel saglabā šo pazīmi (vara dēļ), vienlaikus pievienojot izturību, padarot to piemērotu veselības aprūpes vai pārtikas kontakta virsmām.
Rezumējot, niķelis pārveido varu par sakausējumu, kas līdzsvaro izturību pret koroziju, izturību un funkcionalitāti, paplašinot tā izmantošanu, pārsniedzot tīra vara ierobežojumus.
