Металлические заготовки 34НКМ: прецизионные поковки из инварного сплава
Металлические заготовки 34НКМ — это полуфабрикаты, изготовленные из железоникелькобальтового сплава с регламентированным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР). Сплав 34НКМ относится к группе инварных материалов и применяется там, где требуется минимальное изменение геометрических размеров детали при колебаниях температуры. Заготовки поставляются в виде поковок, сортового проката, прутков и трубных заготовок, прошедших термическую обработку и контроль макро- и микроструктуры.
В отличие от классического инвара 36Н, сплав 34НКМ содержит кобальт, что обеспечивает более низкий ТКЛР в диапазоне –60…+100 C. Типовое значение ТКЛР для заготовок 34НКМ составляет (0,5–1,5) 10 1/C в интервале –60…+20 C. Это критически важно для изготовления деталей, работающих в условиях знакопеременных температурных полей: оправок, калибров, элементов оптических систем, узлов криогенной техники.
Технические характеристики и химический состав
Сплав 34НКМ регламентируется по химическому составу и физико-механическим свойствам. Основные легирующие элементы — никель (32–35 %) и кобальт (3–5 %). Содержание углерода не превышает 0,05 %, что обеспечивает стабильность ТКЛР после закалки и отпуска. Заготовки проходят аустенизацию при 830–870 C с последующей закалкой в воде или масле и высоким отпуском.
- Плотность — 8,1–8,3 г/см
- Предел прочности при растяжении — 450–650 МПа
- Предел текучести — 250–400 МПа
- Относительное удлинение — не менее 20 %
- Твёрдость после термообработки — 150–200 HB
- Температура эксплуатации — от –196 до +200 C
Заготовки 34НКМ поставляются с нормированным ТКЛР в заданном температурном интервале. Для ответственных деталей точной механики ТКЛР контролируется в диапазоне –60…+100 C с шагом 20 C. Отклонение ТКЛР от номинала не должно превышать 0,3 10 1/C.
Сортамент и типоразмеры заготовок
Металлические заготовки 34НКМ выпускаются в нескольких видах, каждый из которых ориентирован на определённый метод формообразования. Кованые заготовки применяются для последующей механической обработки крупногабаритных деталей. Прутки круглого сечения используются для токарной обработки. Трубные заготовки востребованы в приборостроении для изготовления корпусных деталей и втулок.
| Вид заготовки | Типоразмер | ТКЛР, 10 1/C | Термообработка | Применение |
|---|---|---|---|---|
| Поковка | 200–400 мм | 0,8–1,2 | Закалка + отпуск | Крупногабаритные оправки |
| Пруток горячекатаный | 20–120 мм | 0,5–1,5 | Нормализация | Токарные детали |
| Пруток холоднотянутый | 6–30 мм | 0,5–1,0 | Отжиг | Калибры, штифты |
| Трубная заготовка | 40–150 мм | 0,8–1,3 | Закалка + отпуск | Корпуса приборов |
| Лист горячекатаный | 4–20 мм | 0,7–1,4 | Нормализация | Пластины, экраны |
Области применения
Заготовки 34НКМ востребованы в тех отраслях, где температурная стабильность геометрии определяет работоспособность изделия. В оптико-механической промышленности из них изготавливают оправки зеркал и линз, элементы юстировочных узлов интерферометров. В криогенной технике — детали подвесов и тепловых экранов, работающих при температурах жидкого азота и гелия.
- Приборостроение: корпуса лазерных дальномеров, оправы оптических элементов
- Криогенная техника: узлы криостатов, элементы подвесов
- Точная механика: калибры, измерительные оправки, штифты
- Электроника: корпуса СВЧ-приборов, элементы волноводов
- Авиастроение: детали гироскопов, элементы систем навигации
При механической обработке заготовок 34НКМ необходимо учитывать склонность сплава к наклёпу. Рекомендуется применять твёрдосплавный инструмент с износостойким покрытием и обильное охлаждение. Режимы резания подбираются с учётом низкой теплопроводности сплава — 12–14 Вт/(мК).
Контроль качества и приёмо-сдаточные испытания
Каждая партия металлических заготовок 34НКМ подвергается входному и приёмо-сдаточному контролю. Проверяется химический состав методом спектрального анализа, макроструктура на наличие дефектов, ТКЛР на дилатометре. Для ответственных заготовок проводится ультразвуковая дефектоскопия на отсутствие внутренних несплошностей.
Заготовки поставляются с сертификатом качества, в котором указываются: номер плавки, химический состав, режим термообработки, значения ТКЛР в заданном интервале температур, механические свойства. По требованию заказчика проводится дополнительный контроль магнитных характеристик и остаточного магнетизма.
Вопросы и ответы
Чем сплав 34НКМ отличается от инвара 36Н?
Сплав 34НКМ содержит кобальт (3–5 %), что снижает ТКЛР в области отрицательных температур. В диапазоне –60…+20 C ТКЛР 34НКМ составляет 0,5–1,5 10 1/C против 1,5–2,5 10 1/C у 36Н.
Какие виды заготовок 34НКМ доступны для поставки?
Поковки, горячекатаные и холоднотянутые прутки, трубные заготовки, горячекатаные листы. Типоразмеры — от 6 мм до 400 мм в зависимости от вида полуфабриката.
Какой ТКЛР нормируется для заготовок 34НКМ?
ТКЛР нормируется в интервале –60…+100 C. Типовое значение — (0,5–1,5) 10 1/C. Отклонение от номинала не превышает 0,3 10 1/C.
Какие режимы термообработки применяются для заготовок 34НКМ?
Аустенизация при 830–870 C, закалка в воде или масле, высокий отпуск. Для стабилизации ТКЛР проводится дополнительный отжиг при 300–350 C.
