Полоса с заданными свойствами упругости 36НХТЮ5М-ВИ: прецизионный сплав для упругих элементов
Полоса из сплава 36НХТЮ5М-ВИ — это холоднокатаный сортовой прокат из вакуумно-индукционной стали аустенитного класса, упрочняемой дисперсионным твердением. Сплав системы Fe–Ni–Cr–Ti–Mo–Al относится к прецизионным пружинным материалам и поставляется в виде полосы с регламентированным сочетанием упругих и прочностных характеристик после закалки и старения. Ключевая особенность марки — способность сохранять заданный модуль упругости и релаксационную стойкость в интервале рабочих температур от –196 C до +450 C.
Индекс «ВИ» обозначает вакуумно-индукционную выплавку, обеспечивающую пониженное содержание неметаллических включений, серы и газов. Это напрямую влияет на сопротивление усталости полосы при циклическом знакопеременном нагружении и на стабильность упругих свойств по длине рулона. Полоса выпускается толщиной 0,1–2,5 мм и шириной 10–250 мм с нормированным отклонением по толщине и серповидности.
Технические характеристики полосы 36НХТЮ5М-ВИ
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Предел упругости | 880 | после старения | МПа | ТУ |
| Предел прочности | 1300–1600 | закалка + старение | МПа | ТУ |
| Модуль упругости | 185–200 | 20 C | ГПа | справочно |
| Толщина полосы | 0,1–2,5 | холодная прокатка | мм | ТУ |
| Релаксационная стойкость | 5 | 400 C, 100 ч | % | ТУ |
Термическая обработка и формирование упругих свойств
Заданные свойства упругости достигаются двухступенчатой обработкой: закалка от 950–980 C в воду или масло с последующим старением при 650–750 C в течение 4–16 ч. При старении выделяются интерметаллидные фазы типа Ni(Ti, Al), обеспечивающие дисперсионное твердение аустенитной матрицы. Режим старения подбирается под требуемое сочетание предела упругости и пластичности: повышение температуры смещает прочностные характеристики вниз, но увеличивает относительное удлинение.
Для полосы нормируется величина остаточной деформации после нагружения — параметр, критичный при изготовлении мембран, пружин и упругих чувствительных элементов. Отжиг в защитной атмосфере предотвращает обезуглероживание и сохраняет качество поверхности под последующую штамповку или фотолитографию.
Области применения
- Упругие чувствительные элементы датчиков давления и мембранных манометров в нефтегазовой и химической промышленности.
- Пружины и токоведущие упругие контакты в реле, разъёмах и коммутационной аппаратуре.
- Упругие элементы топливной и гидравлической аппаратуры, работающие при температурах до 450 C.
- Мембраны и сильфоны в авиационных и криогенных системах, включая условия до –196 C.
- Плоские пружины часовых механизмов и прецизионных приборов.
- Упругие подвесы в измерительных головках и виброзащитных узлах.
Технологичность и обработка
Полоса 36НХТЮ5М-ВИ удовлетворительно деформируется в холодном состоянии, допускает гибку, вырубку и штамповку с последующей термической обработкой. Сварка выполняется аргонодуговым способом; зона термического влияния требует повторного старения для восстановления упругих характеристик. Обработка резанием затруднена из-за склонности аустенитной матрицы к наклёпу.
Вопросы и ответы
Чем отличается 36НХТЮ5М-ВИ от 36НХТЮ?
Марка 36НХТЮ5М-ВИ содержит молибден и выплавляется вакуумно-индукционным способом, что снижает содержание газов и включений. Это повышает релаксационную стойкость и сопротивление усталости по сравнению с базовым сплавом 36НХТЮ.
Какой режим старения обеспечивает максимальный предел упругости?
Наибольший предел упругости достигается при старении 700–720 C в течение 6–8 ч. Повышение температуры выше 750 C снижает прочностные характеристики, но увеличивает пластичность.
При какой температуре сохраняются заданные свойства упругости?
Упругие характеристики стабильны в диапазоне от –196 C до +450 C. При 400 C и выдержке 100 ч релаксация напряжений не превышает 5 %.
Возможна ли поставка полосы с нормированным модулем упругости?
Да, модуль упругости нормируется в пределах 185–200 ГПа в зависимости от режима термической обработки и требуемого сочетания жёсткости и прочности упругого элемента.
