Металлические заготовки 32НК в Минске


Металлические заготовки 32НК — прецизионный сплав для термобиметаллов и упругих элементов

Металлические заготовки 32НК представляют собой полуфабрикаты из железо-никель-кобальтового прецизионного сплава, нормируемого по ГОСТ 10994. Материал 32НК относится к группе сплавов с заданным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) и применяется преимущественно в производстве термобиметаллических полос, где он выступает в качестве пассивного (магнитного) слоя с низким значением ТКЛР. Химический состав сплава регламентирован: содержание никеля — 31,5–33,5 %, кобальта — 3,5–4,5 %, остальное — железо с ограничениями по углероду, марганцу и кремнию.

Технологические характеристики заготовок 32НК

Заготовки из сплава 32НК поставляются в виде горячекатаных или кованых прутков, а также листов и лент после холодной прокатки с промежуточными термическими обработками. Для термобиметаллических сборок критически важна однородность структуры по сечению заготовки, поскольку разброс значений ТКЛР в пределах партии напрямую влияет на стабильность температурной чувствительности готового биметалла. Средний ТКЛР сплава 32НК в интервале 20–200 C составляет 1,5–2,5 10 К, что обеспечивает требуемый контраст деформации при соединении с активным слоем из сплавов типа 75ГНД или 36НХТЮ.

Механические свойства заготовок 32НК после отжига характеризуются пределом текучести 290–340 МПа и относительным удлинением не менее 30 %, что допускает последующую холодную деформацию при изготовлении тонких лент толщиной 0,1–1,0 мм. Для ответственных применений регламентируется величина зерна не крупнее 5–6 номера по ГОСТ 5639, что достигается контролем температуры окончательной деформации и режимов рекристаллизационного отжига.

Применение заготовок 32НК в промышленности

Основной потребитель заготовок 32НК — производители термобиметаллов для электротехнической и автомобильной отрасли. Из биметаллических лент с пассивным слоем 32НК изготавливают:

  • тепловые расцепители автоматических выключателей;
  • термостатические пластины для систем управления газовыми котлами;
  • компенсаторы теплового расширения в прецизионных приборах;
  • защитные реле тепловых двигателей;
  • чувствительные элементы термоклапанов систем охлаждения ДВС.

Дополнительно заготовки 32НК используются для производства упругих чувствительных элементов вакуумных приборов и металлостеклянных спаев, где требуется согласование ТКЛР с тугоплавкими стеклами марок С48-3 и С52-1. В этом случае сплав поставляется в виде прутков диаметром 8–60 мм с последующей механической обработкой под детали сложной конфигурации.

Контроль качества и допуски на заготовки 32НК

Приемка заготовок 32НК осуществляется по результатам спектрального анализа химического состава и выборочных испытаний на ТКЛР дилатометрическим методом. Для прутковых заготовок нормируются допуски на диаметр по квалитетам h9–h12, а также ограничения по кривизне — не более 2 мм на 1 метр длины. Поверхность заготовок не должна содержать трещин, плен и закатов, поскольку дефекты поверхностного слоя при последующей холодной прокатке приводят к образованию рванин на кромке ленты.

ПараметрПруток 32НКЛента 32НКЛист 32НКМетод контроля
Диаметр/толщина, мм8–600,1–2,02,0–12,0Микрометр, штангенциркуль
ТКЛР (20–200 C), 10 К1,5–2,51,5–2,51,5–2,5Дилатометр
Предел текучести, МПа290–340320–380290–340Растяжение по ГОСТ 1497
Относительное удлинение, % 30 25 30Растяжение по ГОСТ 1497

Особенности заказа и входного контроля

При заказе заготовок 32НК для термобиметаллического производства необходимо указывать не только геометрические размеры, но и требуемое значение ТКЛР в рабочем интервале температур конечного изделия. Для расцепителей автоматических выключателей рабочая температура обычно ограничена диапазоном 20–150 C, тогда как для автомобильных термостатов требуется контроль до 120 C. Рекомендуется запрашивать сертификат с фактическими значениями ТКЛР для каждой плавки, поскольку межплавочные колебания состава в пределах марочного допуска могут составлять до 0,5 10 К.

Входной контроль заготовок 32НК на предприятии-потребителе включает проверку твердости по Бринеллю (обычно 120–160 НВ после отжига) и ультразвуковой контроль прутков диаметром свыше 30 мм на отсутствие внутренних расслоений. Для ленточных заготовок дополнительно контролируется разнотолщинность — она не должна превышать 5 % от номинальной толщины, что критично для равномерности теплового прогиба биметаллической пластины.

Вопросы и ответы

Чем отличается сплав 32НК от инвара 36Н?

Основное отличие — наличие кобальта (3,5–4,5 %) в составе 32НК, что обеспечивает более низкий и стабильный ТКЛР в диапазоне температур до 200 C. Сплав 36Н (инвар) содержит около 36 % никеля без кобальта и имеет ТКЛР 1,0–2,0 10 К, однако его температурная стабильность ниже при нагреве свыше 100 C.

Какие заготовки 32НК оптимальны для производства термобиметаллической ленты?

Для последующей холодной прокатки в ленту толщиной 0,1–0,5 мм предпочтительны горячекатаные прутки диаметром 20–40 мм с гарантированной однородностью структуры. Крупные сечения требуют дополнительной ковки и промежуточных отжигов, что увеличивает себестоимость передела.

Допустима ли сварка заготовок 32НК при изготовлении узлов?

Сплав 32НК сваривается аргонодуговой сваркой с присадочным материалом того же состава, однако в зоне шва возникает ликвация никеля и кобальта, что локально изменяет ТКЛР. Для термочувствительных элементов сварку применяют только в ненагруженных зонах, предпочтительно соединение пайкой твердыми припоями.

Как хранить заготовки 32НК для предотвращения коррозии?

Сплав 32НК склонен к точечной коррозии при длительном контакте с влажной атмосферой. Заготовки хранят в отапливаемых складах при относительной влажности не более 60 %, прутки — в вертикальном положении с защитой торцов, ленты — в рулонах с прокладкой из ингибированной бумаги.