Полоса ТКЛР 52Н-ВИ: прецизионный сплав с нормированным температурным коэффициентом линейного расширения
Полоса ТКЛР 52Н-ВИ — горячекатаный или холоднокатаный сортовой прокат из прецизионного сплава 52Н (система Fe–Ni), изготовленный в условиях вакуумно-индукционной выплавки (маркировка «ВИ»). Ключевая нормируемая характеристика — температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) в интервале 20–100 C, составляющий (10,0–11,0)10 1/C. Сплав относится к группе инварных и коваровых материалов с заданным уровнем теплового расширения, согласованным с расширением специальных стёкол, керамики и полупроводниковых кристаллов.
Вакуумно-индукционная выплавка обеспечивает пониженное содержание газов (O, N, H), неметаллических включений и серы, что критично для последующей пайки, сварки и вакуумно-плотных соединений. Полоса поставляется в термообработанном состоянии с регламентированной структурой — однофазный -твёрдый раствор на основе никеля и железа.
Химический состав и структурные особенности
Сплав 52Н содержит никель в пределах 51,0–53,0 %; остальное — железо. Углерод — не более 0,05 %, кремний — не более 0,30 %, марганец — не более 0,40 %. Легирование никелем в указанном диапазоне обеспечивает положение точки Кюри ниже рабочих температур и стабильность ТКЛР при нагреве. Отсутствие хрома и титана исключает выделение упрочняющих фаз, сохраняя пластичность при температурах до 400 C.
- Никель (Ni) — 51,0–53,0 %
- Углерод (C) — 0,05 %
- Кремний (Si) — 0,30 %
- Марганец (Mn) — 0,40 %
- Сера (S) — 0,015 %
- Фосфор (P) — 0,020 %
Технические параметры полосы 52Н-ВИ
| Параметр | Значение | Условия измерения | Единица | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| ТКЛР | 10,0–11,0 | 20–100 C | 10 1/C | ТУ 14-1-XXXX |
| Толщина полосы | 0,5–6,0 | холоднокатаная | мм | ГОСТ 4986 |
| Ширина полосы | 20–300 | обрезная кромка | мм | ГОСТ 4986 |
| Предел прочности в | 440–590 | 20 C, отожжённая | МПа | ТУ 14-1-XXXX |
| Относительное удлинение | 25 | 20 C | % | ТУ 14-1-XXXX |
| Точка Кюри | 500 | нагрев | C | справочно |
Технологические и эксплуатационные свойства
Полоса 52Н-ВИ сохраняет заданный ТКЛР после отжига при 750–850 C в защитной атмосфере или вакууме. Допускается штамповка, гибка, вырубка и механическая обработка без потери точностных характеристик. Сплав обладает ферромагнитными свойствами при температурах ниже точки Кюри, что учитывается при проектировании магнитных экранов и датчиков.
Свариваемость ограничена: рекомендуется аргонодуговая сварка с минимальным тепловложением, поскольку перегрев ведёт к локальному изменению ТКЛР. Для соединений с диэлектриками применяют пайку припоями ПСр-72, ПСр-45 в вакууме или водороде.
Области применения
- Корпуса и выводы полупроводниковых приборов, согласованные с кремнием и арсенидом галлия
- Вакуумно-плотные вводы в электровакуумных приборах (СВЧ-лампы, магнетроны)
- Элементы оптико-механических систем: оправы линз, зеркал, дифракционных решёток
- Датчики давления и температуры в авионике и приборостроении
- Термобиметаллические композиции в составе активного слоя
- Оснастка для пайки и сварки стеклометаллических узлов
Вопросы и ответы
Чем полоса 52Н-ВИ отличается от полосы 52Н обычной выплавки?
Маркировка «ВИ» обозначает вакуумно-индукционную выплавку: снижено содержание кислорода, азота и неметаллических включений, что повышает вакуумную плотность и стабильность ТКЛР после термообработки.
В каком интервале температур нормируется ТКЛР полосы 52Н-ВИ?
Основной нормируемый интервал — 20–100 C. Для ряда применений ТКЛР регламентируется также в диапазонах –60…+20 C и 20–400 C по согласованию с потребителем.
Допускается ли сварка полосы 52Н-ВИ?
Сварка возможна аргонодуговым методом с минимальным тепловложением. Перегрев выше 900 C вызывает локальное отклонение ТКЛР, поэтому зона сварного шва подлежит последующему отжигу.
Какие припои применяются для пайки полосы 52Н-ВИ?
Для вакуумно-плотных соединений используют серебряные припои ПСр-72, ПСр-45, а также припои на основе золота. Пайка выполняется в вакууме или восстановительной атмосфере.
