Лист ТКЛР 33НХ3 — прецизионный сплав с заданным температурным коэффициентом линейного расширения
Лист ТКЛР 33НХ3 — это плоский прокат из железоникелевого прецизионного сплава с контролируемым температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР). Материал относится к группе сплавов с заданными упругими свойствами и нормируемым показателем теплового расширения в узком интервале температур. Обозначение 33НХ3 соответствует химическому составу: около 33% никеля и до 3% хрома, остальное — железо с минимальными примесями. Прокат поставляется в листах толщиной от 0,5 до 3,0 мм, шириной до 1000 мм, в термически обработанном или нагартованном состоянии.
Ключевая особенность листа ТКЛР 33НХ3 — стабильное значение коэффициента линейного расширения в диапазоне температур от –60 до +100 C. Средний показатель ТКЛР составляет 6,5–7,5 10 К, что обеспечивает согласование тепловых деформаций с кремниевыми структурами, стеклами и керамикой. Материал характеризуется низкой теплопроводностью, высокой пластичностью и хорошей штампуемостью в холодном состоянии, что позволяет изготавливать детали сложной конфигурации без потери герметичности спаев.
Технические характеристики листа ТКЛР 33НХ3
Листовой прокат из сплава 33НХ3 производится по техническим условиям, регламентирующим химический состав, механические свойства и качество поверхности. Нормируемые параметры включают предел прочности, относительное удлинение и величину ТКЛР в заданных интервалах температур. Для ответственных узлов применяется дополнительный контроль коэффициента расширения на образцах от каждой партии.
| Параметр | Толщина 0,5 мм | Толщина 1,0 мм | Толщина 2,0 мм | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности, МПа | 490–590 | 490–590 | 490–590 | Растяжение по ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение, % | 25 | 30 | 30 | Растяжение по ГОСТ 1497 |
| ТКЛР при 20–100 C, 10 К | 6,5–7,5 | 6,5–7,5 | 6,5–7,5 | Дилатометрия |
| Твердость HV, отожженное состояние | 130–160 | 130–160 | 130–160 | Виккерс |
Применение листа ТКЛР 33НХ3
Лист ТКЛР 33НХ3 востребован в производстве электровакуумных приборов и полупроводниковых устройств, где требуется герметичное соединение металла со стеклом или керамикой. Основные области использования:
- изготовление выводов, корпусов и крышек для мощных полупроводниковых приборов и интегральных микросхем;
- производство вакуумных корпусов СВЧ-приборов, клистронов и магнетронов;
- создание биметаллических элементов и термокомпенсаторов в оптико-механических системах;
- изготовление деталей газоразрядных ламп и рентгеновских трубок;
- производство корпусных элементов датчиков давления и температуры для авиационной техники;
- изготовление экранов и оболочек в криогенной технике при температурах до –60 C.
Материал применяется в электровакуумной промышленности, приборостроении, радиоэлектронике и авиационном двигателестроении. Листы толщиной до 1 мм используются для штампованных деталей сложной формы, более толстый прокат — для несущих элементов корпусов и фланцевых соединений. Свариваемость сплава ограничена: рекомендуются аргонодуговая сварка неплавящимся электродом и лазерная сварка с последующим отжигом для снятия напряжений.
Особенности обработки и поставки
Лист ТКЛР 33НХ3 поставляется в листах или рулонах с обрезной кромкой. Поверхность не имеет трещин, расслоений и плен, допускаются незначительные следы технологической смазки. Материал легко поддается холодной штамповке, гибке и вырубке. При механической обработке следует применять твердосплавный инструмент с обильным охлаждением — сплав склонен к наклепу и налипанию на режущую кромку.
Для обеспечения стабильности ТКЛР после штамповки детали подвергают стабилизирующему отжигу при 800–850 C в защитной атмосфере водорода или вакууме. Это снимает внутренние напряжения и восстанавливает однородность структуры. При проектировании спаев со стеклом необходимо учитывать, что сплав 33НХ3 имеет точку Кюри около 300 C, выше которой коэффициент расширения резко возрастает — это ограничивает рабочую температуру узлов до 250–300 C.
Вопросы и ответы
Чем отличается лист ТКЛР 33НХ3 от сплава 29НК?
Сплав 33НХ3 содержит больше никеля и хрома, что обеспечивает более высокую коррозионную стойкость и стабильность ТКЛР в области отрицательных температур. В отличие от ковара 29НК, он не содержит кобальта, что снижает стоимость при сохранении согласования со стеклами средней степени расширения.
Какая толщина листа ТКЛР 33НХ3 доступна для поставки?
Стандартный сортамент включает толщины от 0,5 до 3,0 мм. Возможна поставка листов толщиной до 5 мм по индивидуальному заказу с дополнительным контролем механических свойств.
Какой тип сварки применим для листа ТКЛР 33НХ3?
Рекомендуется аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом и лазерная сварка. После сварки обязателен отжиг при 800–850 C для снятия напряжений и восстановления заданного ТКЛР в зоне шва.
В каких температурных пределах гарантируется стабильность ТКЛР?
Нормируемое значение коэффициента линейного расширения обеспечивается в диапазоне от –60 до +100 C. При температурах выше 250 C коэффициент начинает нелинейно возрастать из-за приближения к точке Кюри.
