Лист ТКЛР 38НКД-ВИ: прецизионный сплав с регламентированным температурным коэффициентом линейного расширения
Лист ТКЛР 38НКД-ВИ — горячекатаный или холоднокатаный прокат из прецизионного сплава 38НКД-ВИ, легированного никелем, кобальтом и медью. Сплав относится к классу инварных и суперинварных материалов с нормированным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) в диапазоне рабочих температур. Буквы «ВИ» в маркировке обозначают вакуумно-индукционную выплавку, обеспечивающую пониженное содержание газов, неметаллических включений и примесей серы и фосфора. Именно чистота по примесям определяет стабильность ТКЛР по длине листа и воспроизводимость характеристик от партии к партии.
Сплав 38НКД-ВИ применяется там, где требуется согласованное расширение металлических и неметаллических элементов конструкции: в вакуумных приборах, полупроводниковых сборках, лазерных резонаторах, волоконно-оптических модулях и измерительной аппаратуре. Лист поставляется в термообработанном состоянии с нормированным ТКЛР в интервале –60…+100 C и гарантированной точкой Кюри.
Технические характеристики листа 38НКД-ВИ
| Параметр | Значение | Условия | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| ТКЛР | 3,0–4,5 | –60…+100 C | 10 1/C | дилатометрия |
| Толщина листа | 0,5–6,0 | холоднокатаный | мм | ГОСТ 19903 |
| Предел прочности | 490–640 | после закалки | МПа | ГОСТ 1497 |
| Точка Кюри | 230–260 | после термообработки | C | магнитометрия |
| Содержание никеля | 37,5–39,0 | по массе | % | спектральный анализ |
Сортамент и состояние поставки
- Холоднокатаный лист толщиной 0,5–2,0 мм — для мембран, корпусов полупроводниковых приборов, элементов оптоэлектроники.
- Горячекатаный лист толщиной 3,0–6,0 мм — для фланцев, переходников и несущих элементов вакуумных камер.
- Термообработка: закалка от 900–950 C с охлаждением в воде или на воздухе, стабилизирующий отжиг при 300–350 C.
- Поставка с нормированным ТКЛР в интервалах –60…+20 C, +20…+100 C или +20…+300 C по согласованию.
- Кромки листа — обрезные или необрезные, с допустимой серповидностью не более 3 мм на 1 м длины.
Области применения
Лист 38НКД-ВИ востребован в производстве металлостеклянных и металлокерамических узлов, где необходимо согласовать расширение сплава с боросиликатными стёклами марок С49-2, С52-1 или с керамикой на основе AlO. В вакуумной технике из него изготавливают токовводы, держатели катодов и элементы ионных насосов. В лазерной технике — основания зеркал и юстировочные платформы, работающие в условиях термоциклирования. В приборостроении — детали оптических скамеек, интерферометров и эталонных мер длины, где температурный дрейф геометрии ограничен единицами микрометров.
Сплав сохраняет ферромагнитные свойства до точки Кюри, что учитывается при проектировании магнитных экранов и датчиков. При нагреве выше 300 C ТКЛР необратимо возрастает, поэтому эксплуатация листа в зоне температур свыше 300 C без повторной термообработки не рекомендуется.
Технологичность и обработка
- Механическая обработка: точение, фрезерование и сверление твердосплавным инструментом; склонность к наклёпу требует обильного охлаждения.
- Сварка: аргонодуговая и электронно-лучевая; зона термического влияния подлежит последующей термообработке для восстановления ТКЛР.
- Пайка: твердыми припоями на основе серебра при температуре не выше 850 C в вакууме или защитной атмосфере.
- Формообразование: гибка в холодном состоянии при радиусе не менее двух толщин листа.
Вопросы и ответы
Чем сплав 38НКД-ВИ отличается от 38НКД?
Маркировка «ВИ» указывает на вакуумно-индукционную выплавку: снижено содержание кислорода, азота и неметаллических включений, что уменьшает разброс ТКЛР по длине листа и повышает стабильность при термоциклировании.
В каком интервале температур нормируется ТКЛР листа?
Стандартно — в диапазоне –60…+100 C со значением 3,0–4,5 10 1/C. По согласованию возможна аттестация в интервалах +20…+300 C или –60…+20 C.
Требуется ли термообработка после механической обработки?
Да, после интенсивной механообработки или сварки рекомендуется стабилизирующий отжиг при 300–350 C для снятия напряжений и восстановления нормированного ТКЛР.
С какими материалами согласуется расширение 38НКД-ВИ?
С боросиликатными стёклами С49-2 и С52-1, а также с керамикой на основе оксида алюминия AlO при изготовлении металлостеклянных и металлокерамических узлов.
