Проволока с заданными свойствами упругости 36НХТЮ в Минске

Проволока с заданными свойствами упругости 36НХТЮ: прецизионные пружинные элементы

Проволока из сплава 36НХТЮ (ХН77ТЮР-ВД по современной маркировке, ГОСТ 10994-74) — это упругочувствительный материал на никель-хромовой основе с титано-алюминиевым упрочнением, поставляемый в термообработанном состоянии с нормированными значениями модуля упругости и релаксационной стойкости. В отличие от общего описания категории, здесь рассматривается именно сочетание «проволока + заданные свойства упругости + 36НХТЮ»: диаметры от 0,10 до 6,0 мм, точность по 11–12 квалитету, временное сопротивление после старения 1300–1600 МПа.

Металлургическая природа и механизм упругого поведения

Сплав 36НХТЮ относится к дисперсионно-твердеющим аустенитным сплавам. Упрочнение достигается выделением интерметаллидной -фазы Ni(Ti, Al) при старении в интервале 700–780 C. Именно эта фаза обеспечивает сочетание высокой упругой деформации (до 0,8 %) и низкого остаточного удлинения. Проволока проходит закалку с 980–1000 C в воду, затем — холодное волочение с промежуточными отжигами и финишное старение. Заданные свойства упругости формируются не только химическим составом, но и степенью обжатия при волочении: суммарная вытяжка 60–85 % задаёт текстуру, при которой модуль упругости E достигает 195–205 ГПа.

Нормируемые параметры упругости

Для проволоки 36НХТЮ с заданными свойствами упругости контролируются следующие характеристики:

• Модуль упругости при растяжении — 195–205 ГПа (после старения)
• Предел упругости , — не менее 900 МПа
• Релаксационная стойкость при 20 C за 1000 ч — потеря усилия не более 2 %
• Относительное остаточное удлинение после разгрузки — не более 0,05 %
• Модуль сдвига G — 72–78 ГПа
• Коэффициент Пуассона — 0,28–0,32

Сортамент и точность изготовления

Проволока выпускается в диапазоне диаметров 0,10–6,0 мм. Для пружинных элементов измерительных приборов применяется проволока 0,15–0,50 мм с допуском 0,005 мм. Для силовых упругих элементов — 1,0–6,0 мм с допуском по h11. Поверхность — светлая, без окалины, с шероховатостью Ra 0,63 мкм. Поставка — в мотках массой 0,5–20 кг или на катушках для автоматизированных намоточных линий.

Термообработка для достижения заданной упругости

Заданные свойства упругости обеспечиваются старением при 700–780 C в течение 4–8 ч в вакууме или защитной атмосфере. Критично соблюдение скорости нагрева: 3–5 C/мин до 500 C, затем 8–10 C/мин. Превышение температуры выше 800 C вызывает коагуляцию -фазы и необратимое снижение предела упругости. Для проволоки диаметром менее 0,3 мм применяется изотермическая выдержка 2–3 ч при 720 C.

Применение в прецизионных системах

• Пружины растяжения и кручения в стрелочных индикаторах, манометрах, датчиках давления
• Упругие элементы тензорезисторных весовых модулей и акселерометров
• Токоведущие пружины в реле и разъёмах авиационного и космического назначения
• Мембранные узлы в расходомерах и регуляторах давления газотранспортных систем
• Пружинные подвесы в виброизмерительной аппаратуре нефтегазового оборудования
• Упругие контакты в высокочастотных соединителях радиолокационных станций

Эксплуатационные ограничения

Сплав 36НХТЮ сохраняет упругие свойства в диапазоне –196…+450 C. При нагреве выше 450 C начинается интенсивная релаксация напряжений. В средах с высоким содержанием сероводорода (HS > 0,1 %) требуется защитное покрытие — никелевое или кадмиевое. Проволока немагнитна в аустенитном состоянии, но после холодной деформации возможно появление слабого ферромагнетизма ( 1,02).

Вопросы и ответы