Niklové zliatiny

Nikel sa v zliatinách používal už za čias dávnych civilizácií. Chemické analýzy artefaktov ukázali, že zbrane, náradie a mince obsahovali rôzne množstvá niklu. Zaujímavé je napríklad, že jedny z prvých kovových nástrojov či častí zbraní obsahovali veľké množstvo niklu. Tieto komponenty boli totiž našimi predkami pripravené z meteoritov s vysokým obsahom tohto prvku. V elementárnej forme alebo vo forme zliatin s ostatnými kovmi, prípadne vo forme kompozitov sa nikel stal významným prínosom pre spoločnosť a je sľubným materiálom taktiež pre veľké množstvo aplikácií v budúcnosti.
Nikel je schopný tvoriť zliatiny s väčšinou kovov. Úplne rozpustný je v medi, širokú rozpustnosť možno pozorovať vzhľadom na železo a chróm. Veľmi dôležité sú napr. zliatiny niklu s hliníkom, ale aj mnohé iné kombinácie prvkov.

Aplikácie a charakteristika niklových zliatin
Nikel a jeho zliatiny sú používané v širokom spektre aplikácií, pričom najväčší dôraz sa kladie na ich koróznu a/alebo tepelnú odolnosť. Medzi najdôležitejšie oblasti použitia patria:
- letecké plynové turbíny
- parné turbíny energetických zariadení
- zdravotníctvo
- nukleárne energetické zariadenia
- chemický a petrochemický priemysel
Jedinečné fyzikálne vlastnosti niklu a zliatin s jeho vysokým obsahom umožňujú aj veľké množstvo ďalších aplikácií ako sú napríklad:
- zliatiny s nízkym koeficientom rozťažnosti,
- zliatiny elektrických odporov,
- magneticky mäkké zliatiny,
- zliatiny s tvarovou pamäťou

Žiaruvzdorné aplikácie
Zliatiny na báze niklu sa využívajú pri viacerých vysokoteplotných aplikáciách v najrôznejších drsných podmienkach okolia. Zliatiny nikel – chróm, prípadne zliatiny obsahujúce viac než 15% Cr poskytujú odolnosť voči oxidácii aj karburizácii pri teplotách prekračujúcich 760°C.

Korózna odolnosť
Niklové zliatiny predstavujú materiál s excelentnou odolnosťou voči korózii pri pôsobení pomerne širokého rozsahu koróznych prostredí. Na spôsob korózneho napadnutia a rýchlosť korózie v týchto zliatinách vplýva viacero faktorov. Pri každom druhu kovu je však najdôležitejším faktorom samotné korózne médium.

Zliatiny s nízkou rozťažnosťou
Zistilo sa, že nikel má silný vplyv na tepelnú rozťažnosť železa. Takéto zliatiny možno navrhovať tak, aby mali veľmi nízky koeficient tepelnej rozťažnosti, prípadne aby vykazovali konštantnú a predikovateľnú tepelnú rozťažnosť počas ich vystaveniu rôzne širokým teplotným intervalom. Zliatina Fe-36%Ni (Invar) vykazuje najnižšiu hodnotu tepelnej rozťažnosti zo zliatin Fe-Ni a udržuje si takmer konštantné rozmery počas zmien atmosférickej teploty v normálnych medziach. Prídavkom kobaltu do Ni-Fe matrice možno získať zliatiny s nízkym koeficientom tepelnej rozťažnosti, konštantným modulom pružnosti a vysokou pevnosťou.

Zliatiny elektrických odporov
Niekoľko zliatinových systémov na báze niklu, prípadne obsahujúcich veľké množstvo niklu sa používa na výrobu nástrojov a prvkov meracích zariadení pre meranie a regulovanie elektrických charakteristík (odporové zliatiny), alebo sa využívajú v peciach a zariadeniach generujúcich teplo (výhrevné odporové zliatiny).
Typy odporových zliatin obsahujúcich nikel:
- Cu-Ni obsahujúce 2 až 45% Ni,
- Ni-Cr-Al obsahujúce 35 až 95% Ni,
- Ni-Cr-Fe obsahujúce 35 až 60% Ni,
- Ni-Cr-Si obsahujúce 70 až 80% Ni.
Typy výhrevných odporových zliatin obsahujúcich nikel:
- Ni-Cr zliatiny obsahujúce 65 až 80% Ni a 1,5% Si,
- Ni-Cr-Fe zliatiny s 35 až 70% Ni, 1,5% Si a obsahujúce aj 1% Nb

Magneticky mäkké zliatiny
Zo systému Fe-Ni boli vyvinuté dve hlavné skupiny magneticky mäkkých materiálov. Zliatiny s vysokým obsahom niklu (okolo 79% Ni s prídavkom 4 až 5% Mo a zvyšok Fe) disponujú vysokou počiatočnou permeabilitou a nízkou indukciou pri nasýtení.
Zliatiny s tvarovou pamäťou
Tieto zliatiny predstavujú materiály, ktoré sú schopné „zapamätať“ si svoj tvar pred ich zdeformovaním. Po ich ohreve na určitú teplotu zaujmú rovnaký tvar ako pred deformáciou. Fungujú na základe vratnej martenzitickej premeny. Najznámejšou a komerčne najpoužívanejšou zliatinou s tvarovou pamäťou je 50Ni-50Ti.