Полоса из платины ПлИ 70-30: характеристики, сортамент и применение
Полоса из платины ПлИ 70-30 — деформируемый полуфабрикат на основе платино-иридиевого сплава, содержащего 70 % платины и 30 % иридия. Сплав ПлИ-30 относится к системе Pt–Ir с полной взаимной растворимостью компонентов и кристаллической решёткой ГЦК. Иридий повышает температуру рекристаллизации, твёрдость и сопротивление электроэрозии, поэтому полоса ПлИ 70-30 сохраняет механическую стабильность при нагреве до 1500–1600 C в окислительной среде и до 1800 C в инертной. Продукция поставляется в холоднокатаном, тёплокатаном и горячекатаном состоянии с нормированием толщины, ширины, кромки и шероховатости поверхности.
Сортамент и геометрические параметры
Полоса выпускается толщиной от 0,05 до 6,0 мм и шириной от 5 до 200 мм; длина определяется массой рулона или мерной заготовки. Предельные отклонения по толщине для холоднокатаной полосы составляют 0,005 мм при толщине до 0,2 мм и 2 % при толщине свыше 1,0 мм. Кромка — обрезная или необрезная, с нормированной серповидностью не более 3 мм на 1 м длины. Плоскостность контролируется по величине просвета между полосой и поверочной плитой.
| Толщина, мм | Ширина, мм | Состояние | Твёрдость HV | Предел прочности, МПа |
|---|---|---|---|---|
| 0,10 | 20–60 | холоднокатаная, мягкая | 180–220 | 620–750 |
| 0,50 | 40–120 | холоднокатаная, нагартованная | 280–340 | 950–1150 |
| 1,50 | 60–150 | тёплокатаная | 240–300 | 800–1000 |
| 3,00 | 80–200 | горячекатаная | 200–260 | 700–900 |
Физико-механические свойства сплава ПлИ-30
Плотность сплава — 21,5–21,6 г/см. Температурный коэффициент линейного расширения в диапазоне 20–100 C составляет 8,510 К, что ниже, чем у чистой платины. Удельное электрическое сопротивление — 0,32–0,35 мкОмм, что обеспечивает стабильность переходного сопротивления в слаботочных контактах. Модуль упругости — около 180 ГПа. Сплав немагнитен, коррозионно инертен в кислых и щелочных электролитах, устойчив к воздействию расплавов стекла и оксидных шлаков.
- Температура плавления — 1780–1810 C.
- Жаростойкость на воздухе — до 1500 C без образования летучих оксидов.
- Сопротивление электроэрозии — в 3–5 раз выше, чем у технической платины.
- Твёрдость после отжига — 180–220 HV; после деформации — до 340 HV.
- Относительное удлинение мягкой полосы — 20–30 %.
Технология получения и обработки
Полосу получают вакуумной индукционной плавкой шихты из платины марки ПлА-1 и иридия ИрА-1 с последующей горячей деформацией слитка, холодной прокаткой в валках с полированной поверхностью и промежуточными отжигами в защитной атмосфере. Режимы отжига — 900–1100 C в вакууме или аргоне. Резка полосы выполняется на гильотинных или дисковых ножницах; для прецизионных заготовок применяется лазерная резка в среде аргона. Сварка сплава ПлИ-30 возможна аргонодуговым методом с присадочной проволокой того же состава; пайка — твёрдыми припоями на основе золота или палладия.
Области применения
- Электроды свечей зажигания авиационных и газотурбинных двигателей.
- Контактные пары слаботочных реле, шаговых искателей, измерительных приборов.
- Токосъёмные элементы в установках электрошлакового переплава и электродуговых печах.
- Фильеры для формования стекловолокна и базальтового волокна.
- Катализаторные сетки и электроды в электрохимических производствах.
- Датчики температуры и термопары для металлургических агрегатов.
Контроль качества и нормативная база
Химический состав полосы ПлИ 70-30 подтверждается спектральным анализом; содержание иридия нормируется в пределах 29,5–30,5 %. Механические свойства контролируются на растяжение по ГОСТ 1497, твёрдость — по Виккерсу. Структура проверяется металлографически на отсутствие пористости и неметаллических включений. Ультразвуковой контроль выявляет внутренние дефекты расслоения. Поставка сопровождается сертификатом качества с указанием партии, плавки и результатов испытаний.
Вопросы и ответы
Чем полоса ПлИ 70-30 отличается от полосы из чистой платины?
Введение 30 % иридия повышает твёрдость, предел прочности и сопротивление электроэрозии, а также снижает скорость рекристаллизации при высоких температурах. Чистая платина мягче и быстрее изнашивается в контактных узлах.
При каких температурах сохраняется работоспособность полосы ПлИ 70-30?
В окислительной среде — до 1500 C, в инертной атмосфере или вакууме — до 1800 C. Длительная эксплуатация при 1400–1500 C сопровождается медленным ростом зерна, что учитывается при проектировании электродов.
Возможна ли сварка полосы ПлИ 70-30 с другими металлами?
Сварка с медью и её сплавами затруднена из-за разницы температур плавления и образования хрупких фаз. Соединение с платиной, палладием и их сплавами выполняется аргонодуговой сваркой или пайкой твёрдыми припоями.
Как нормируется содержание иридия в сплаве?
Массовая доля иридия — 29,5–30,5 %. Отклонение в меньшую сторону снижает твёрдость и эрозионную стойкость, в большую — повышает хрупкость и затрудняет холодную прокатку.
