Сплав №3. Так, согласно англоязычной литературе назвал манганин Эдвард Вестон. На свое изобретение американский ученый получил патент. Он датируется 1888-ым годом.
Уже в 1889-ом манганин производили немцы. Они-то и дали новому материалу привычное для современников имя. С чем оно связано и чем, собственно, является сплав №3, поведаем ниже.
Что такое манганин?
Манганин – сплав, состоящий преимущественно из меди. Ее в составе материала до 85%. Остаток приходится на никель и марганец. Последний преобладает. Порой, в состав манганина вместо обычного марганца вводят ферромарганец.
Сие удешевляет сплав. Ферромарганец, как видно из названия, содержит еще и железо. Его примесь слегка изменяет свойства материала. Но, об этом поговорим позже.
2,5-3,5%, — доля никеля в манганине. Состав сплава относительно марганца регламентирован 10-13%. Если лигатуры будет больше, материал теряет свойства, за которые его так ценят.
Будь сплав ювелирным, это, пожалуй, был бы приятный золотисто-красный цвет. Но, манганин пригождается на другом «фронте». Каком? Можно начинать догадываться по обзору основополагающих свойств материала.
Свойства манганина
Манганин свойства приобретает при термической обработке. После нее сплав фиксирует показатель электрического сопротивления. Такая стабильность и привлекает промышленников. Манганин изначально состарен.
Состаренными именуют металлы, претерпевшие структурные изменения и более не подверженные внутренней деформации. Имеются в виду перестановки в атомной решетке. Вот намотали проволоку на катушке.
Полежала она так несколько лет, атомы-то и передвинулись чуток. Заодно сдвигается показатель того самого электрического сопротивления, но, не в случае с манганином.
Итак, теперь к конкретике. Удельное электрическое сопротивление манганина близко к 450-ти Ом на метр. При этом, плотность сплава больше 8 000 килограммов на кубический сантиметр. То есть, материал весомый, как и большинство металлических смесей.
Кстати, о смешении. Кроме основных элементов, в манганине могут оставаться примеси. Это то, от чего не удалось очистить изначальную шихту. Бывает, к примеру, до 1,5% кобальта.
С такой примесью манганин удельное сопротивление не теряет. Кобальтом, по сути, можно заменить никель, только дорого. Из этих же соображений редко производят серебряный манганин.
Это официально существующий сплав. Медь в нем заменена на аргентум. Свойства остаются прежними, но ценник на продукцию возрастает в разы. Цвет у серебряного манганина белесый.
В неощутимых количествах в манганине встречаются: золото, сера, углерод, кремний и железо. Примесь железа может быть значительна, лишь в случае замены марганца ферромарганцем. Последний, к слову, чаще используют в производстве сталей. Там сплав помогает нейтрализовать примесь серы, портящую свойства металла.
В манганине ферромарганец дает небольшую прибавку к твердости, магнитным свойствам. Однако, электросопротивление чуть падает. Между тем, именно оно ценится в сплаве, именно оно нужно. Зачем? Ответ – в следующей главе.
Применение манганина
Применение сплава манганина со стабильным, не меняющимся во времени показателем сопротивления, очевидно? Физики, наверняка, догадались, что материал нужен в электроизмерительных приборах.
Их 7 классов. В каждом от аппаратов ждут точных показателей. Для этого элементы техники не должны отзываться на изменения электрического тока, температур.
Манганин выручает в приборах для измерения напряжений, а это гальванометры, вольтомметры и милливольтметры. Пригождается сплав на основе меди и в аппаратах, замеряющих силу тока, то есть, миллиамперметрах, просто амперметрах и гальванометрах.
Третий класс приборов, в которых пригождается манганин, — измерители мощности. К ним относят ваттметры. В электрических счетчиках, подсчитывающих энергию, сплав №3 тоже есть.
К пятой категории приборов относятся фазометры. Они замеряют фазы углы сдвига. В шестой класс включены частометры, нужные для отслеживания частоты тока. Осталось указать омметры для измерения сопротивлений. В них манганит тоже встречается.
Если вспомнить не общие названия классов приборов, а конкретные позиции, манганин идет на шунты, датчики, резисторы и катушки сопротивления. Однако, используя технику с манганином, стоит учитывать, что сплав №3 подвержен коррозии.
Иначе говоря, поверхность проволоки и прочих деталей разрушается при контакте с кислородом, водой. Появляется так называемая ржавчина. Ее, кстати, нет на серебряном манганине. На нем возможна лишь патина – оксидная пленка, затемняющая сплав.
Производство манганина
Манганин производят твердым, либо мягким. Из названия понятно, что последний вариант сплава пластичнее первого. Соответственно, твердый манганин подходит для каркасов, а мягкий – для внутреннего наполнения.
Производя сплав, инженеры, как правило, опираются на ГОСТ. Его номер – 492-2006. «Как правило» сказано, поскольку указанный ГОСТ действует для самой востребованной марки манганина – МНМц3-12.
Ее производит большинство металлургических заводов, в том числе, и отечественных. Возьмем, к примеру, «Уралпромкат». Здесь из манганина делают круглую проволоку холодной протяжки.
Есть изолированные образцы и катушки без изоляции. Но, на других заводах, порой, выпускают и слитки, а так же, медно-никелевую фольгу. Узнаем ценники.
Цена манганина
Цена на катушки с проволокой зависит от ее толщины, марки манганина и количества намотки. За один метр, в среднем, дают от 80-ти до 230-ти рублей. Рулоны с фольгой, в основном, стоят в районе 2 000 рублей за килограмм.
Слитки манганина оценивают примерно в 600 рублей за 1 000 граммов. Но, это розничные запросы. Оптовики закупаются с солидными скидками, зачастую, это до 50% от розничной стоимости.
При индивидуальных заказах, нередко, возможно изменение формы выпуска сплава. Так, на том же «Уралпромкате» предлагают изготовить вместо круглой шестиугольную, или квадратную проволоку.
