Полоса ТКЛР ЭП333 в Минске


Полоса ТКЛР ЭП333: прецизионный сплав с регламентированным температурным коэффициентом линейного расширения

Полоса ТКЛР ЭП333 — это сортовой прокат из прецизионного сплава на железоникелевой основе, легированного кобальтом, с нормированным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР). Сплав ЭП333 относится к классу сплавов с заданным ТКЛР и применяется в узлах, где требуется согласованное тепловое расширение разнородных материалов: металл–стекло, металл–керамика, металл–полупроводник. Полоса изготавливается горячей или холодной прокаткой с последующей термической обработкой, обеспечивающей стабильность в заданном интервале температур.

Химический состав и структурное состояние

Основа сплава ЭП333 — никель (около 32–34 %) и кобальт (порядка 14–16 %), остальное — железо. Такое соотношение обеспечивает аномально низкое и стабильное значение ТКЛР в диапазоне от –60 C до +450 C. Полоса поставляется в термообработанном состоянии с регламентированной величиной зерна, поскольку размер зерна напрямую влияет на воспроизводимость . Содержание углерода, кремния и марганца ограничено, примеси серы и фосфора — на уровне не более 0,020 % каждая.

Технические параметры полосы ЭП333

ПараметрЗначениеУсловияЕдиницаПримечание
ТКЛР 4,5–6,520–100 C10 Kпосле отжига
ТКЛР 6,0–8,520–400 C10 Kстабилизированное состояние
Толщина полосы0,5–6,0холодная прокаткаммпо согласованию
Ширина полосы20–250продольная резкаммкромка обрезная
Предел прочности в440–64020 CМПазависит от термообработки
Относительное удлинение 2020 C%на образцах с расчётной длиной
Точка Кюриоколо 400—Cограничение рабочего диапазона

Технологические особенности производства полосы

Ключевой этап — заключительный отжиг в защитной атмосфере (водород, диссоциированный аммиак) при температуре 900–1050 C с регламентированной скоростью охлаждения. Именно режим охлаждения задаёт конечное значение и его воспроизводимость от партии к партии. После отжига полоса правится на роликовых машинах и режется на мерные длины. Для ответственных применений проводится контроль ТКЛР на дилатометре на образцах от каждой партии.

Области применения полосы ЭП333

  • Корпуса и выводы электровакуумных приборов, спаиваемые с боросиликатными стёклами.
  • Герметичные вводы и токовводы в вакуумных камерах и ускорителях.
  • Элементы волоконно-оптических и лазерных модулей, где требуется согласование с оптическими материалами.
  • Датчики давления и температуры с металлостеклянными спаями.
  • Компоненты криогенной техники, работающие в интервале от –60 C до +100 C.
  • Оснастка для пайки и сварки разнородных материалов с близким ТКЛР.

Совместимость и условия эксплуатации

Полоса ЭП333 обеспечивает согласованное расширение с боросиликатными стёклами марок С52-1, С48-3, а также с рядом керамических материалов на основе оксида алюминия. При эксплуатации в условиях термоциклирования важно учитывать, что после нагрева выше точки Кюри (около 400 C) ТКЛР необратимо изменяется, поэтому узел не должен работать за пределами регламентированного интервала. Для пайки применяются припои с температурой плавления ниже температуры стабилизирующего отжига.

Формы поставки и контроль качества

  • Полоса термообработанная, травленая, с обрезной кромкой.
  • Полоса холоднокатаная повышенной точности по толщине.
  • Мерные длины или рулоны по согласованию с потребителем.
  • Сертификат с указанием фактического значения ТКЛР для партии.
  • Контроль макро- и микроструктуры, твёрдости, механических свойств.

Вопросы и ответы

В каком интервале температур нормируется ТКЛР полосы ЭП333?

Основной нормируемый интервал — от 20 C до 100 C, для ряда применений значение регламентируется также в диапазоне 20–400 C. За пределами точки Кюри (около 400 C) ТКЛР необратимо возрастает.

С какими материалами полоса ЭП333 даёт согласованный спай?

С боросиликатными стёклами марок С52-1 и С48-3, а также с керамикой на основе оксида алюминия. Совместимость определяется близостью значений ТКЛР в рабочем интервале температур.

Как термообработка влияет на величину ТКЛР?

Заключительный отжиг при 900–1050 C с регламентированной скоростью охлаждения задаёт конечное значение . Нарушение режима охлаждения приводит к разбросу ТКЛР между партиями.

Можно ли эксплуатировать полосу ЭП333 выше 400 C?

Нет. Нагрев выше точки Кюри вызывает необратимое изменение ТКЛР, что нарушает согласование с сопрягаемым материалом. Рабочий интервал ограничен регламентированным диапазоном.