Лента ТКЛР 40К27ХНМ — прецизионный сплав с заданным температурным коэффициентом линейного расширения
Лента ТКЛР 40К27ХНМ — это прецизионный сплав на железоникелевой основе с кобальтом, хромом и молибденом, поставляемый в виде холоднокатаной ленты. Материал относится к группе сплавов с управляемым температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) и применяется в изделиях, где требуется компенсация тепловых деформаций сопрягаемых элементов из различных материалов. Нормируемое значение ТКЛР в рабочем интервале температур обеспечивает стабильность геометрических параметров спаянных или склеенных узлов при циклических тепловых нагрузках.
Основное назначение ленты ТКЛР 40К27ХНМ — изготовление термобиметаллических элементов, работающих в диапазоне температур от –60 до +300 C. Сплав характеризуется повышенным значением ТКЛР по сравнению с инварными составами, что позволяет использовать его в паре с низкорасширяющимися материалами для создания чувствительных элементов с заданным прогибом. Химический состав нормируется по содержанию никеля (38–42 %), кобальта (25–28 %), хрома (2,5–3,5 %) и молибдена (0,5–1,0 %), что обеспечивает воспроизводимость теплофизических характеристик от партии к партии.
Технические характеристики ленты ТКЛР 40К27ХНМ
Лента поставляется в нагартованном или отожжённом состоянии с толщиной от 0,1 до 2,5 мм и шириной от 10 до 250 мм. Допуски на геометрические параметры регламентируются нормативной документацией на прецизионные ленты. Механические свойства зависят от термической обработки: в отожжённом состоянии предел прочности составляет 490–590 МПа, в нагартованном — до 780 МПа. Относительное удлинение после отжига — не менее 25 %, что обеспечивает технологичность при штамповке и гибке.
Температурный коэффициент линейного расширения в интервале 20–200 C нормируется в пределах (11,5–13,5) 10 К. Такое значение ТКЛР позволяет согласовывать деформации с алюминиевыми сплавами и некоторыми марками латуней, что расширяет область применения в электротехнических узлах. Материал обладает стабильными упругими свойствами после стабилизирующего отпуска при 300–400 C, который снимает внутренние напряжения после холодной деформации.
| Параметр | Толщина 0,2 мм | Толщина 0,8 мм | Толщина 1,5 мм | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности, МПа | 590–780 | 540–690 | 490–640 | Растяжение по ГОСТ 11701 |
| Относительное удлинение, % | 10 | 18 | 25 | Растяжение по ГОСТ 11701 |
| ТКЛР (20–200 C), 10 К | 11,5–13,5 | 11,5–13,5 | 11,5–13,5 | Дилатометрия |
| Кривизна, мм/м | 3 | 2 | 1 | Поверочная плита |
Применение ленты ТКЛР 40К27ХНМ
Лента ТКЛР 40К27ХНМ востребована в производстве термомеханических узлов, где требуется преобразование тепловой энергии в механическое перемещение. Основные области использования:
- термобиметаллические пластины для автоматических выключателей и тепловых реле в низковольтной аппаратуре;
- чувствительные элементы термостатов систем отопления, вентиляции и кондиционирования;
- компенсаторы теплового расширения в волноводных трактах СВЧ-аппаратуры;
- мембраны и сильфоны для регулирующей арматуры, работающей при переменных температурах;
- элементы тепловой защиты в электродвигателях и трансформаторах;
- заготовки для штампованных деталей реле времени и предохранительных устройств.
При проектировании узлов с лентой ТКЛР 40К27ХНМ необходимо учитывать анизотропию свойств, возникающую после прокатки. Направление прокатки характеризуется более высокими значениями предела текучести и меньшей пластичностью при изгибе поперёк направления прокатки. Для деталей, работающих на изгиб в двух направлениях, рекомендуется применять ленту после рекристаллизационного отжига, который выравнивает механические характеристики.
Сварка ленты ТКЛР 40К27ХНМ выполняется аргонодуговой или лазерной сваркой с минимальным тепловложением для предотвращения роста зерна в зоне термического влияния. Пайка твёрдыми припоями на медной основе допустима при температуре не выше 700 C с выдержкой не более 5 минут. Поверхность ленты может подвергаться химическому оксидированию для повышения адгезии при нанесении электроизоляционных покрытий.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура для ленты ТКЛР 40К27ХНМ?
Длительная рабочая температура ограничена 300 C. Выше 350 C начинается необратимое изменение ТКЛР вследствие структурных превращений в сплаве, что нарушает калибровку термобиметаллических элементов.
Какой допуск на толщину ленты ТКЛР 40К27ХНМ?
Для толщин до 0,5 мм допуск составляет 0,02 мм, для толщин 0,5–1,5 мм — 0,03 мм, для толщин свыше 1,5 мм — 0,05 мм. Точность геометрии критична для обеспечения воспроизводимости прогиба термобиметалла.
Можно ли использовать ленту ТКЛР 40К27ХНМ в морской воде?
Сплав не обладает коррозионной стойкостью в хлоридсодержащих средах. Для морских применений требуется защитное покрытие или герметизация узла. Без защиты возможна локальная коррозия по границам зёрен.
Чем отличается ТКЛР 40К27ХНМ от сплава 36НХТЮ?
ТКЛР 40К27ХНМ имеет более высокий температурный коэффициент расширения (11,5–13,5 10 К против 8–10 10 К у 36НХТЮ) и содержит кобальт, что обеспечивает стабильность свойств при циклических нагревах. Сплав 36НХТЮ применяется для упругих элементов, а ТКЛР 40К27ХНМ — преимущественно для термобиметаллов.
