Прутки из сплава 36НХТЮ5М-ВИ: прецизионные сортовые заготовки для упругих элементов
Прутки из сплава 36НХТЮ5М-ВИ — горячекатаная или холоднотянутая сортиментная продукция из дисперсионно-твердеющего железоникелевого сплава системы Fe–Ni–Cr–Ti–Mo, выплавляемого в вакуумно-индукционной печи. Маркировка «ВИ» обозначает вакуумно-индукционную выплавку, обеспечивающую пониженное содержание газов, неметаллических включений и серы. Сплав относится к классу прецизионных материалов с регламентированным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) и одновременно высокой упругостью после упрочняющей термообработки.
Прутки поставляются в термообработанном (закалка + старение) или нагартованном состоянии, диаметром от 3 до 100 мм, длиной мерной или кратной мерной. Ключевая особенность 36НХТЮ5М-ВИ — сочетание низкого ТКЛР в интервале –60…+100 C с пределом упругости после старения на уровне 1100–1300 МПа, что недостижимо для стандартных пружинных сталей при сохранении размерной стабильности.
Технические характеристики и режимы обработки
Химический состав регламентируется содержанием никеля 35–37 %, хрома 11,5–13,0 %, титана 2,6–3,2 %, молибдена 4,0–5,0 %. Упрочнение достигается старением при 650–750 C в течение 2–4 ч с выделением интерметаллидной -фазы на основе Ni(Ti, Al). Перед старением проводится закалка от 950–1000 C в воде или на воздухе.
| Параметр | Значение | Условия измерения | Состояние | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Предел упругости , | 1150–1300 МПа | 20 C | Закалка + старение | Определяет упругие свойства |
| ТКЛР | (8,5–10,5)10 K | –60…+100 C | Любое | Регламентирован по ТУ |
| Предел прочности в | 1400–1600 МПа | 20 C | После старения | Зависит от режима |
| Твёрдость HRC | 42–48 | 20 C | После старения | Контроль по ГОСТ 9013 |
| Диаметр прутка | 3–100 мм | — | Горячекатаный / холоднотянутый | Допуск h9–h11 |
| Модуль упругости E | 185–200 ГПа | 20 C | Любое | Слабо зависит от старения |
Области применения
Прутки из 36НХТЮ5М-ВИ применяются там, где требуется сочетание упругости и термостабильности геометрии:
- Упругие элементы датчиков давления и мембранных преобразователей в нефтегазовой и химической промышленности.
- Пружины и торсионы прецизионных механизмов авиационных приборов и гироскопических систем.
- Упругие чувствительные элементы в приборостроении: мембраны, сильфоны, пружинные подвесы.
- Детали измерительных систем, работающих в интервале –60…+350 C без потери упругих характеристик.
- Заготовки для электронных весов, акселерометров и тензометрических узлов.
- Элементы крепления и фиксации в оптико-механических приборах, где важна размерная стабильность.
Технологические особенности обработки
Прутки 36НХТЮ5М-ВИ обрабатываются резанием в закалённом состоянии с применением твердосплавного инструмента. Перед холодной деформацией (навивка пружин, гибка) заготовку подвергают закалке для получения аустенитной структуры с низкой твёрдостью. После формообразования проводится старение, фиксирующее форму и придающее упругие свойства. Сварка сплава затруднена из-за склонности к образованию горячих трещин; соединения выполняются пайкой или механическим креплением.
При механической обработке важно учитывать склонность к наклёпу: нагартованный поверхностный слой снижает пластичность и требует промежуточных отжигов при значительном съёме металла. Шлифование проводится с обильным охлаждением для исключения локального перегрева и изменения структуры.
Вопросы и ответы
Чем отличается 36НХТЮ5М-ВИ от 36НХТЮ?
Маркировка «ВИ» указывает на вакуумно-индукционную выплавку, обеспечивающую более низкое содержание газов и неметаллических включений. Это повышает пластичность и стабильность свойств при сохранении химического состава базовой марки.
Какой режим термообработки обеспечивает максимальную упругость?
Закалка от 950–1000 C с охлаждением в воде или на воздухе, затем старение при 650–750 C в течение 2–4 ч. Конкретный режим подбирается по требуемому уровню , и допустимому ТКЛР.
Можно ли использовать прутки при отрицательных температурах?
Да, сплав сохраняет упругие свойства в интервале –60…+100 C с регламентированным ТКЛР. При более низких температурах возможно охрупчивание, требуется проверка ударной вязкости.
Какой допуск по диаметру обеспечивается для холоднотянутых прутков?
Холоднотянутые прутки поставляются с допуском h9–h11 в зависимости от диаметра. Для прецизионных применений возможна дополнительная шлифовка с допуском до h7.
