Прутки из сплава 36НХТЮ8М-ВИ: прецизионные сортовые заготовки для упругих элементов
Прутки из сплава 36НХТЮ8М-ВИ — горячекатаная и холоднотянутая сортиментная продукция из дисперсионно-твердеющего железоникелькобальтового сплава системы Fe–Ni–Co–Cr–Ti–Mo, выплавляемого в вакуумно-индукционной печи (ВИ). Марка 36НХТЮ8М-ВИ относится к классу прецизионных сплавов с заданным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) и одновременно высокой упругостью после упрочняющей термообработки. Прутки поставляются в термообработанном или нагартованном состоянии и предназначены для изготовления упругих чувствительных элементов, работающих в диапазоне –60…+450 C.
Химический состав и структурные особенности
Сплав 36НХТЮ8М-ВИ содержит никель 35–37 %, кобальт 7,5–9,5 %, хром 11,5–13,5 %, титан 2,4–3,2 %, молибден 2,5–3,5 %, алюминий 0,7–1,2 %, остальное — железо. Вакуумно-индукционная выплавка обеспечивает низкое содержание газов и неметаллических включений, что критично для прутков, подвергаемых последующей механической обработке до шероховатости Ra 0,4 мкм. Упрочнение достигается выделением интерметаллидной -фазы на основе Ni(Ti, Al) при старении.
Сортамент и размерный ряд
- Диаметр горячекатаных прутков — 12–80 мм, длина — 2–6 м.
- Диаметр холоднотянутых прутков — 3–20 мм, длина — 1,5–4 м.
- Калиброванные прутки — h9, h11 по ГОСТ 2590 и ГОСТ 7417.
- Шлифованные прутки — Ra 1,25 мкм, овальность 0,5 допуска.
- Прутки со специальной отделкой поверхности — для электроэрозионной обработки.
Механические и физические свойства
После закалки с 950–980 C и старения при 650–680 C в течение 4–6 ч сплав 36НХТЮ8М-ВИ достигает предела прочности 1400–1600 МПа при относительном удлинении 8–12 %. Модуль упругости — 185–195 ГПа. Температурный коэффициент линейного расширения в интервале 20–100 C — (8,5–10,5)10 K. Плотность — 8,1 г/см. Прутки сохраняют упругие характеристики при нагреве до 450 C, что отличает сплав от мартенситно-стареющих сталей.
| Параметр | Горячекатаный | Холоднотянутый | Калиброванный | Шлифованный |
|---|---|---|---|---|
| Диаметр, мм | 12–80 | 3–20 | 4–16 | 3–12 |
| Предел прочности, МПа | 900–1100 | 1400–1600 | 1450–1650 | 1450–1650 |
| Относительное удлинение, % | 14–18 | 8–12 | 7–10 | 7–10 |
| Твёрдость, HRC | 28–34 | 42–48 | 44–50 | 44–50 |
| Шероховатость Ra, мкм | 20 | 2,5 | 1,25 | 0,4 |
Технологические операции и термообработка
Прутки из 36НХТЮ8М-ВИ обрабатываются резанием с применением твердосплавного инструмента класса P25–P35 при скоростях 40–60 м/мин. Закалка проводится в вакууме или защитной атмосфере для предотвращения окисления поверхности. Старение выполняется в печах с точностью поддержания температуры 5 C. После старения допускается правка растяжением с остаточной деформацией не более 0,3 %. Сварка сплава ограничена — рекомендуется электронно-лучевая или лазерная сварка в среде аргона.
Области применения
- Мембраны и сильфоны датчиков давления в нефтегазовой и химической промышленности.
- Упругие элементы часовых механизмов и прецизионных приборов.
- Пружины и торсионы авиационных приборов и систем управления.
- Чувствительные элементы гироскопов и акселерометров.
- Детали вакуумных установок и криогенной техники.
- Корпусные детали электронных ламп и полупроводниковых приборов.
Нормативная база
Поставка прутков из 36НХТЮ8М-ВИ регламентируется ГОСТ 14117 и техническими условиями производителя. Сплав соответствует требованиям к прецизионным сплавам с заданным ТКЛР. Контроль макро- и микроструктуры проводится по ГОСТ 10243. Приёмосдаточные испытания включают проверку химического состава, механических свойств и геометрических параметров.
Вопросы и ответы
Чем отличается 36НХТЮ8М-ВИ от 36НХТЮ?
Сплав 36НХТЮ8М-ВИ дополнительно легирован молибденом (2,5–3,5 %) и выплавлен в вакуумно-индукционной печи, что повышает жаропрочность и чистоту по неметаллическим включениям. Молибден увеличивает сопротивление релаксации напряжений при 400–450 C.
Какой режим термообработки обеспечивает максимальную упругость?
Закалка с 950–980 C в воде или масле, затем старение при 650–680 C в течение 4–6 ч с охлаждением на воздухе. Такой режим обеспечивает предел прочности 1400–1600 МПа при сохранении пластичности 8–12 %.
Возможна ли механическая обработка прутков после старения?
Да, но с ограничениями. Твёрдость 42–48 HRC требует применения твердосплавного инструмента с износостойкими покрытиями. Рекомендуется финишное шлифование вместо точения для достижения Ra 0,4 мкм.
Какие отрасли используют прутки 36НХТЮ8М-ВИ?
Приборостроение, авиационная и космическая техника, нефтегазовое оборудование, химическое машиностроение, производство датчиков и прецизионных упругих элементов.
