Пруток с заданными свойствами упругости 36ХНТЮ в Минске

Пруток с заданными свойствами упругости 36ХНТЮ

Пруток с заданными свойствами упругости 36ХНТЮ — это горячекатаный или кованый сортовой прокат из дисперсионно-твердеющего железоникелевого сплава, легированного хромом, титаном и алюминием. Материал относится к группе прецизионных сплавов с управляемым модулем упругости и предназначен для изготовления упругих чувствительных элементов, работающих в условиях знакопеременных нагрузок и повышенных температур.

Ключевая особенность прутка 36ХНТЮ — способность к упрочнению в процессе термической обработки: закалка с последующим старением обеспечивает выделение интерметаллидных фаз типа NiTi и NiAl, что формирует высокий предел упругости и стабильность упругих характеристик. В отличие от обычных пружинных сталей, сплав сохраняет упругие свойства при нагреве до 300–350 C, что расширяет область его применения в теплонагруженных узлах.

Химический состав и структура

Сплав 36ХНТЮ (аналог — 36НХТЮ) содержит около 36 % никеля, 12–13 % хрома, до 3 % титана и до 1,5 % алюминия. Такое сочетание обеспечивает аустенитную структуру после закалки и гетерогенное упрочнение при старении. Содержание углерода ограничено 0,05 %, что минимизирует образование карбидов по границам зёрен и сохраняет пластичность при нагартовке.

Металлургическая чистота по неметаллическим включениям контролируется в соответствии с требованиями к прецизионным сплавам, поскольку неметаллические включения являются концентраторами напряжений и снижают циклическую долговечность упругих элементов.

Механические свойства после термической обработки

Регламентируемые свойства упругости достигаются после полного цикла термообработки: закалка от 950–980 C в воду или масло и старение при 650–750 C в течение 2–4 часов. В зависимости от режима старения обеспечиваются следующие характеристики:

• предел упругости — 700–900 МПа при допуске на деформацию 0,005 %;
• предел текучести — 850–1100 МПа;
• временное сопротивление — 1200–1400 МПа;
• относительное удлинение — 6–12 %;
• твёрдость — 38–45 HRC.

Модуль нормальной упругости составляет 180–190 ГПа, при этом температурный коэффициент модуля упругости может быть скорректирован в пределах от отрицательных до положительных значений за счёт вариации режимов старения — это свойство используется при проектировании частотозадающих элементов.

Технологические особенности обработки

Пруток 36ХНТЮ поставляется в термически обработанном или горячекатаном состоянии. В состоянии поставки материал имеет твёрдость не более 255 HB, что допускает механическую обработку резанием. После окончательной механической обработки детали подвергаются закалке и старению, при этом деформации от термической обработки минимальны благодаря низкой критической скорости закалки.

Для изготовления плоских пружин и мембран допускается холодная прокатка или волочение с суммарной степенью деформации до 50 % перед окончательным старением. Совместное действие нагартовки и старения повышает предел упругости до 1000–1100 МПа.

Применение в промышленности

Пруток 36ХНТЮ применяется для изготовления ответственных упругих элементов, к которым предъявляются требования стабильности характеристик во времени и при температурных воздействиях:

• пружины и пружинные кольца авиационных топливных и гидравлических агрегатов;
• мембраны и сильфоны датчиков давления, работающих при температурах до 300 C;
• упругие подвески гироскопических приборов и акселерометров;
• торсионы и пружины кручения измерительных механизмов;
• контактные пружины реле и коммутационной аппаратуры;
• упругие элементы клапанных узлов ДВС и газотурбинных установок.

Сплав устойчив к коррозии в атмосферных условиях и в слабоагрессивных средах, что позволяет применять его без дополнительных защитных покрытий в приборостроении и в узлах, работающих в условиях повышенной влажности.

Сортамент и форма поставки

Прутки 36ХНТЮ изготавливаются диаметром от 5 до 80 мм, длиной 2–4 м. По согласованию с потребителем возможна поставка прутков мерной и кратной длины, а также в бухтах для диаметров до 12 мм при последующей переработке на автоматических пружинонавивочных станках.

* — после окончательной термической обработки на детали.

Контроль качества и нормативная документация

Приёмка прутков 36ХНТЮ осуществляется по результатам химического анализа, механических испытаний и контроля макро- и микроструктуры. Для ответственных применений дополнительно контролируется величина зерна — не крупнее 5 балла по ГОСТ 5639, а также отсутствие карбидной сетки по границам зёрен.

Каждая партия сопровождается сертификатом качества с указанием фактических механических свойств, результатов контроля структуры и данных о режимах термической обработки. Для авиационной промышленности возможна поставка с дополнительными испытаниями на длительную прочность и релаксационную стойкость при рабочих температурах.

Вопросы и ответы