Полоса ТКЛР 32НКД-ВИ: прецизионный сплав с нормированным температурным коэффициентом линейного расширения
Полоса ТКЛР 32НКД-ВИ — горячекатаный или холоднокатаный сортовой прокат из прецизионного сплава 32НКД-ВИ (система Fe–Ni–Co), поставляемый в виде прямоугольного сечения с нормированным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР). Индекс «ВИ» обозначает вакуумно-индукционную выплавку, обеспечивающую минимальное содержание газов, серы и неметаллических включений. Сплав относится к классу инварных и суперинварных материалов с заданным уровнем ТКЛР в диапазоне рабочих температур.
Химический состав и структурные особенности
Основу сплава 32НКД-ВИ составляет никель (32–34 %) и кобальт (3,5–5,0 %), легированные медью. Такое сочетание обеспечивает стабильность кристаллической решётки в интервале температур от –60 C до +450 C. Вакуумно-индукционная выплавка снижает содержание кислорода до 0,002 %, что напрямую влияет на воспроизводимость ТКЛР от партии к партии.
- Никель (Ni) — 32,0–34,0 %
- Кобальт (Co) — 3,5–5,0 %
- Медь (Cu) — 0,5–1,2 %
- Углерод (C) — не более 0,05 %
- Сера (S) — не более 0,005 %
- Фосфор (P) — не более 0,005 %
Технические параметры полосы
Полоса ТКЛР 32НКД-ВИ выпускается толщиной от 0,5 до 6,0 мм и шириной от 20 до 200 мм. Точность прокатки по толщине соответствует повышенным квалитетам, что критично при сборке термочувствительных узлов. Предел текучести материала — 280–350 МПа, относительное удлинение — не менее 25 %. Термическая обработка проводится по режиму: закалка от 900–950 C в воде или на воздухе с последующим отпуском.
| Параметр | Значение | Единица | Условие | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| ТКЛР | (1,5–2,5)10 | 1/C | –60…+100 C | дилатометрия |
| Толщина | 0,5–6,0 | мм | холоднокатаная | микрометрия |
| Ширина | 20–200 | мм | продольная резка | штангенциркуль |
| Предел текучести | 280–350 | МПа | после отпуска | растяжение |
| Относительное удлинение | 25 | % | при 20 C | растяжение |
| Твёрдость | 180 | HV | мягкое состояние | Виккерс |
Области применения
Полоса ТКЛР 32НКД-ВИ применяется в узлах, где требуется согласование теплового расширения разнородных материалов. В электронной промышленности из неё изготавливают корпуса полупроводниковых приборов, согласующие элементы для спаев со стеклом и керамикой. В лазерной технике — элементы резонаторов и держатели оптических компонентов. В приборостроении — мембраны датчиков давления и температурных компенсаторов.
- Корпуса интегральных микросхем и транзисторов
- Спаи металл–стекло в электровакуумных приборах
- Держатели зеркал и линз в твердотельных лазерах
- Компенсационные элементы в гироскопах и акселерометрах
- Термостабильные основания в измерительных системах
Технология производства и обработки
Вакуумно-индукционная выплавка обеспечивает однородность слитка и отсутствие ликвационных зон. Прокатка ведётся с промежуточными отжигами при 800–850 C для снятия наклёпа. Резка полосы выполняется на дисковых ножницах или лазерным раскроем с последующей правкой. Для сварных соединений применяется аргонодуговая сварка с присадочным материалом на основе никеля.
Вопросы и ответы
Чем отличается сплав 32НКД-ВИ от 32НКД?
Индекс «ВИ» указывает на вакуумно-индукционную выплавку, которая снижает содержание газов и неметаллических включений. Это повышает стабильность ТКЛР и улучшает качество поверхности полосы.
В каком диапазоне температур нормируется ТКЛР полосы 32НКД-ВИ?
ТКЛР нормируется в интервале от –60 C до +100 C и составляет (1,5–2,5)10 1/C. При более высоких температурах значение ТКЛР возрастает.
Какая термообработка требуется после механической обработки полосы?
Рекомендуется закалка от 900–950 C с охлаждением в воде или на воздухе и последующий отпуск при 300–350 C для снятия внутренних напряжений.
Совместима ли полоса 32НКД-ВИ со стеклом С52-1?
Да, сплав 32НКД-ВИ применяется для согласованных спаев с боросиликатными стёклами, включая С52-1, благодаря близким значениям ТКЛР в диапазоне рабочих температур.
