Нейзильбер: состав сплава, характеристики, применение

Что такое нейзильбер? По его составу и свойствам можно сказать, что он является усовершенствованной версией более старого сплава - мельхиора, изобретенного еще в 1819 году. В отличие от мельхиора, состоящего только из меди и никеля, нейзильбер также обязательно содержит еще и цинк, а кроме него - железо и некоторые другие легирующие элементы.

Варианты состава сплава

В нейзильбере основной элемент сплава - это медь. Вообще медные сплавы делятся на три большие группы: латуни (медь с цинком), медно-никелевые сплавы (второй элемент очевиден из названия) и бронзы (в которых легирующими элементами выступают остальные металлы, то есть кроме никеля и цинка). Хотя в составе сплава нейзильбер присутствует как никель, так и цинк, его все-таки относят к медно-никелевым сплавам. Этот факт объясняется тем, что основной вклад в свойства материала как легирующий элемент вносит никель, а не цинк.

В процентном содержании количество никеля может колебаться от 5 до 35%, цинка - от 12 до 46%. В ГОСТах встречается несколько конкретных вариантов сплава.

1. Нейзильбер МНЦ15-20. Буквы в названии обозначают металлы, входящие в состав сплава (медь, никель и цинк), а цифры - усредненное содержание металлов в процентах по массе. В этом варианте сплава содержание никеля варьируется от 13,5% до 16,5%, цинка - от 18% до 22%, примесей в виде других металлов - кремния, сурьмы и проч. - не более 2%, остальное занимает медь. Применение нейзильбера с составом сплава такого типа достаточно широко: из него делают элементы точных измерительных приборов, медицинские инструменты, санитарную технику, техническую посуду, паровую и водяную арматуру, применяют в электротехнике, а также используют для изготовления изделий широкого потребления (например, столовых приборов).
2. Нейзильбер свинцовый МНЦС16-29-1,8. Как видно из названия, здесь кроме никеля и цинка важную роль в составе сплава играет свинец, содержание которого по массе колеблется от 1,6% до 2%. Никель занимает 15-16,7%, медь - 51-55%, остальное - цинк и не более 1% примесей. Из свинцового нейзильбера изготавливают детали часовых механизмов.

Физико-химические свойства сплава

Нейзильбер имеет красивый серебристый цвет. Это отразилось в его названии - в дословном переводе с немецкого языка нейзильбер означает "новое серебро". Несмотря на то, что медь - основной металл сплава - красноватого цвета, никель "перебивает" ее, придавая сплаву белый цвет, иногда - с синим отливом.

По характеру связей нейзильбер - это твердый раствор, который образует медь с никелем.

Одно из самых важных свойств нейзильбера - это высокая устойчивость к коррозии. Медь и никель как металлы сами устойчивы к коррозии, добавление цинка эту устойчивость повышает с помощью образования защитной оксидной пленки - коррозия составляет около 0,5-30×10^-4мм в год. При длительном нахождении в кислой среде проявляется селективная коррозия цинка - он подвергается окислению и уходит из сплава, защищая таким образом остальные компоненты от разрушения, хотя и они тоже постепенно корродируют. Поэтому для человека нежелателен прямой контакт медных сплавов, например, при пользованием столовыми приборами из нейзильбера: среда пищеварительной системы кислая, что может позволить попасть меди из сплава в организм и вызвать отравление тяжелыми металлами.

Механические свойства сплава

К механическим свойствам относятся такие показатели, как твердость, прочность, пределы упругости, текучести, прочность при упругих воздействиях, усталость металла и некоторые другие характеристики. Добавление никеля повышает твердость и прочность сплава, а также улучшает его упругие свойства. Из нейзильбера изготавливают материалы разных свойств - мягкие, твердые, очень твердые изделия с соответственно разными механическими характеристиками.

Применение нейзильбера

Состав и характеристики позволяют использовать этот сплав в широком спектре направлений. В промышленности из нейзильбера, в первую очередь, получают ряд важных изделий: полосы, ленты, прутки, проволоку разной твердости. Ленты из нейзильбера повышенной прочности идут на изготовление контактных пружин, использующихся в электрическом реле.

Определяется применение нейзильбера составом сплава. Из-за повышенной устойчивости к внешним воздействиям любого типа он применяется в кораблестроении, используется в условиях высоких температур и давлений.

Изделия из нейзильбера

Одно время в Советском Союзе были крайне популярны столовые приборы из мельхиора. Они ценились за внешний вид, который на глаз было практически не отличить от серебра, хотя стоимость медно-никелевого сплава была, однозначно, гораздо меньше стоимости благородного металла. Использование нейзильбера в тех же целях не получило столь широкого распространения, хотя цели у него были те же; кроме того, приборы как из мельхиора, так и из нейзильбера все же нужно было покрывать серебром во избежание характерного металлического привкуса.

За те же свойства и характеристики нейзильбер также очень популярен у ювелиров. Он похож на серебро и дешев, но, в отличие от серебра, практически не тускнеет со временем, а проволока из него имеет хорошие механические свойства, поэтому нейзильбер любят использовать при изготовлении бижутерии.

Нейзильбер в качестве монетного металла

Хотя нейзильбер никогда не был популярным сплавом для чеканки монет, иногда прибегали и к нему - выпускали юбилейные, ограниченные или коллекционные серии, а также конкретные единичные тиражи.

Примером могут служить монеты 20 копеек, отчеканенные в 1961 году. Дизайн монеты не отличался сложностью - это была рядовая партия. И сейчас у нумизматов образцы двадцатикопеечных монеток 1961 года ценятся не очень высоко, несмотря на нехарактерный металл.

Юбилейные монеты из нейзильбера в последние годы чеканились в Украине, Казахстане. В Казахстане это - серии монет номиналом 50 тенге, посвященные одной из тематик: "Сказки", "Космос", "Города", "Красная книга". В Украине чеканили монеты разного тиража и номинала: в честь известных людей, памятных дат (многие относятся к Великой Отечественной войне), городов.