Полоса с заданными свойствами упругости 36НКВХБТЮ-ВИ в Минске

Полоса с заданными свойствами упругости 36НКВХБТЮ-ВИ: прецизионный сплав для упругих элементов

Полоса из сплава 36НКВХБТЮ-ВИ — это холоднокатаный сортовой прокат из дисперсионно-твердеющего прецизионного сплава системы Fe–Ni–Cr с добавками ниобия, титана, вольфрама и бора, выплавляемого в вакуумно-индукционной печи (маркировка «ВИ»). Ключевая особенность данной комбинации «полоса + заданные свойства упругости» состоит в том, что механические характеристики изделия формируются не только химическим составом, но и регламентированной термомеханической обработкой: холодной деформацией с последующим старением. Именно это обеспечивает стабильный модуль упругости и высокий предел упругого последействия в узком допуске по всей длине рулона.

Металлургическая природа заданной упругости

Сплав 36НКВХБТЮ-ВИ относится к классу дисперсионно-твердеющих материалов с аномально низким температурным коэффициентом модуля упругости (ТКМУ). Упрочнение достигается выделением интерметаллидных фаз (NiNb, NiTi) при старении в интервале 650–750 C. Вакуумно-индукционная выплавка снижает содержание газов и неметаллических включений, что напрямую влияет на сопротивление релаксации напряжений — параметр, критичный для упругих элементов, работающих при знакопеременных нагрузках.

Заданные свойства упругости в полосе нормируются через:

• предел упругости , — не менее 900–1100 МПа после старения;
• модуль упругости E — 175–185 ГПа с отклонением не более 3 %;
• ТКМУ — не более 20 10 1/C в диапазоне –60…+100 C;
• релаксационную стойкость — потеря усилия не более 2–3 % за 1000 ч при 100 C;
• относительное удлинение — 6–10 % в закалённом состоянии.

Сортамент и геометрические параметры

Полоса поставляется в холоднокатаном состоянии с толщиной 0,1–2,5 мм и шириной 10–250 мм, в рулонах или мерных отрезках. Кромка — обрезная или продольно-резная без заусенцев. Плоскостность регламентируется величиной серповидности не более 3 мм на 1 м длины. Для упругих элементов, работающих в измерительных цепях, критична разнотолщинность: допуск по толщине составляет 0,01 мм для тонких сечений.

Термообработка и формирование свойств

Заданные упругие характеристики реализуются через двухступенчатый режим: закалка от 950–1000 C с охлаждением в воде или на воздухе, затем старение при 650–750 C в течение 3–6 ч в защитной атмосфере. Температура старения подбирается под требуемый уровень ,: смещение в сторону верхней границы повышает прочность, но снижает пластичность. Для полос, предназначенных для гибки с малым радиусом, применяют неполное старение.

Области применения

• Упругие чувствительные элементы мембранных и сильфонных датчиков давления, расходомеров, тензорезисторных весовых систем.
• Пружины кручения и плоские пружины в механизмах точной механики: часовые производства, оптико-механические приборы, гироскопические узлы.
• Токоведущие упругие контакты в реле, разъёмах и переключателях авиационного и космического назначения.
• Упругие подвесы в виброизмерительной аппаратуре и акселерометрах, работающих в условиях переменных температур.
• Элементы уплотнений и компенсаторов в криогенной технике, где требуется сохранение усилия при –196 C.

Технологические рекомендации

Полоса 36НКВХБТЮ-ВИ обрабатывается давлением в закалённом (пересыщенном) состоянии с последующим старением после формообразования. Гибка выполняется с радиусом не менее 2–3 толщин; резка — лазерная или электроэрозионная во избежание наклёпа кромок. Сварка не рекомендуется из-за риска образования хрупких фаз; соединение осуществляется пайкой или механическим креплением. При финишной обработке следует учитывать, что старение вызывает усадку 0,05–0,1 %, которую закладывают в размерную цепь.

Вопросы и ответы