Биметаллическая полоса AISI 1132: конструкционные характеристики и применение
Биметаллическая полоса AISI 1132 представляет собой двухслойный композиционный прокат, в котором несущий слой выполнен из среднеуглеродистой стали AISI 1132 (аналог по химическому составу — сталь 35 по ГОСТ 1050), а плакирующий слой — из коррозионностойкой или антифрикционной составляющей. Соединение слоёв выполняется методом горячей прокатки в вакууме или взрывным плакированием с последующей термомеханической обработкой, обеспечивающей диффузионное сращивание по всей площади контакта.
Сталь AISI 1132 относится к группе углеродистых конструкционных сталей с повышенным содержанием марганца (0,70–1,00 %) и углерода (0,27–0,34 %). Такое сочетание обеспечивает предел прочности в диапазоне 620–780 МПа после нормализации и высокую стойкость к знакопеременным нагрузкам. Именно эти свойства делают её предпочтительной для несущего слоя биметаллической полосы, работающей в условиях циклического нагружения.
Технические параметры биметаллической полосы AISI 1132
| Параметр | Значение | Параметр | Значение | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Толщина полосы | 1,5–8,0 мм | Толщина плакирующего слоя | 0,1–1,2 мм | ГОСТ 18365 |
| Ширина рулона | 100–600 мм | Предел прочности несущего слоя | 620–780 МПа | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 14–20 % | Твёрдость несущего слоя | 180–220 HB | ГОСТ 9012 |
| Прочность сцепления слоёв | 140 МПа | Рабочая температура | –40…+450 C | ГОСТ 28840 |
| Кривизна на 1 м длины | 6 мм | Серповидность | 8 мм на 3 м | ГОСТ 26877 |
Состав и структура слоёв
Несущий слой из стали AISI 1132 содержит: углерод — 0,27–0,34 %, марганец — 0,70–1,00 %, кремний — 0,15–0,35 %, фосфор — не более 0,040 %, сера — не более 0,050 %. Такая композиция обеспечивает прокаливаемость до 12–15 мм при закалке в масле, что критично для полос, подвергаемых последующей термической обработке в составе готовых изделий.
Плакирующий слой в зависимости от назначения полосы может быть представлен:
- коррозионностойкой сталью AISI 304 — для агрессивных сред с pH 2–11;
- сталью AISI 430 — для слабоагрессивных сред и декоративных поверхностей;
- латунью Л63 — для антифрикционных узлов скольжения;
- медью М1 — для токопроводящих элементов и теплообменных систем;
- алюминиевым сплавом АД1 — для снижения массы и теплопроводности.
Технология производства
Процесс получения биметаллической полосы AISI 1132 включает сборку пакета «несущий слой — плакирующий слой», герметизацию кромок, нагрев до 1150–1200 C в защитной атмосфере и горячую прокатку со степенью деформации 60–80 %. Диффузионная зона формируется на глубину 5–20 мкм, что подтверждается металлографическим анализом по ГОСТ 5640. Последующая холодная прокатка с промежуточными отжигами при 680–720 C обеспечивает требуемую точность по толщине (0,05 мм) и механические свойства.
Области применения
- Изготовление корпусов теплообменных аппаратов в нефтехимической промышленности.
- Производство вкладышей подшипников скольжения для прокатных станов.
- Элементы уплотнений и направляющих в металлорежущих станках.
- Детали сельскохозяйственной техники, работающие в абразивной среде.
- Токоведущие шины и контактные пластины в низковольтной аппаратуре.
- Корпусные детали насосного оборудования для перекачки слабоагрессивных сред.
Обрабатываемость и сварка
Биметаллическая полоса AISI 1132 удовлетворительно обрабатывается резанием в состоянии поставки (нормализация). Рекомендуемые режимы точения: скорость резания 120–180 м/мин, подача 0,15–0,30 мм/об при использовании твердосплавного инструмента группы P25. Сварка несущего слоя выполняется электродами типа Э50А, плакирующего — в зависимости от материала покрытия. При сварке биметалла необходим раздельный подбор присадочных материалов для каждого слоя во избежание образования хрупких интерметаллидов в зоне термического влияния.
Вопросы и ответы
Какое максимальное содержание углерода допускается в стали AISI 1132?
Согласно стандарту AISI, массовая доля углерода в стали 1132 составляет 0,27–0,34 %. Превышение верхней границы снижает пластичность и ухудшает свариваемость несущего слоя биметаллической полосы.
Какой метод неразрушающего контроля применяется для проверки сцепления слоёв?
Для контроля сплошности сцепления используется ультразвуковая дефектоскопия по ГОСТ 22727 с частотой 2,5–5 МГц. Допускаются локальные непровары площадью не более 5 % от контролируемой поверхности.
Возможна ли гибка биметаллической полосы AISI 1132 в холодном состоянии?
Да, при толщине до 4 мм допускается гибка в холодном состоянии с минимальным радиусом 2,5 толщины полосы. При большей толщине рекомендуется подогрев до 200–250 C для предотвращения расслоения по границе сращивания.
Какие стандарты регламентируют поставку биметаллической полосы на основе AISI 1132?
Поставка осуществляется по ASTM A264 (для плакирования коррозионностойкими сталями) или по ТУ производителя. Механические свойства несущего слоя подтверждаются по ASTM A370, химический состав — по ASTM A751.
