Пруток с заданными свойствами упругости ЭК162-ВИ: прецизионные стержни из дисперсионно-твердеющего сплава
Пруток с заданными свойствами упругости ЭК162-ВИ — металлопродукция из дисперсионно-твердеющего прецизионного сплава на железоникелевой основе, легированного титаном, алюминием и ниобием. Сплав выплавляется методом вакуумно-индукционной плавки с последующим вакуумно-дуговым или электрошлаковым переплавом (маркировка «ВИ» — вакуумная индукция), что обеспечивает низкое содержание газов, неметаллических включений и стабильность упругих характеристик в партии. Основное назначение — изготовление упругих элементов, работающих при повышенных температурах и знакопеременных нагрузках.
Технические характеристики и упругие свойства
Ключевая особенность ЭК162-ВИ — сочетание высокого предела упругости с сохранением модуля сдвига после упрочняющей термической обработки. Упрочнение достигается старением при 700–760 C с выделением интерметаллидных фаз. Регламентируемые параметры:
- модуль нормальной упругости — 195–205 ГПа
- модуль сдвига — 76–80 ГПа
- предел упругости при изгибе — не менее 1100 МПа
- предел прочности после старения — 1400–1600 МПа
- релаксационная стойкость при 400 C за 100 ч — не более 5 %
- диапазон рабочих температур — от –196 C до +450 C
Прутки поставляются в термообработанном (закалка + старение) или в закалённом состоянии под последующее старение у потребителя. Точность размеров — h9–h11, кривизна — не более 1 мм на 1 м длины, что критично для последующей механической обработки на станках с ЧПУ.
Сортамент и геометрические параметры
Пруток ЭК162-ВИ выпускается круглого сечения, а также в виде квадрата и шестигранника. Диаметр круглого проката — от 6 до 80 мм; для прецизионных прутков с заданными свойствами упругости применяется шлифование и полирование поверхности. Длина прутков — мерная, немерная и кратная; предельные отклонения по длине соответствуют требованиям к прецизионному сортаменту.
| Диаметр, мм | Точность | Состояние поставки | Предел упругости, МПа | Шероховатость Ra, мкм |
|---|---|---|---|---|
| 6–12 | h9 | закалка + старение | 1150 | 0,32 |
| 14–25 | h10 | закалка + старение | 1100 | 0,63 |
| 28–45 | h11 | закалка | после старения 1100 | 1,25 |
| 50–80 | h11 | закалка | после старения 1050 | 2,5 |
Области применения
Пруток с заданными свойствами упругости ЭК162-ВИ применяется там, где требуется стабильность упругой характеристики при нагреве и вибрации:
- упругие элементы датчиков давления и мембранных узлов контрольно-измерительной аппаратуры
- пружины и торсионы топливной аппаратуры авиационных и газотурбинных двигателей
- чувствительные элементы гироскопов и акселерометров в приборостроении
- упругие подвесы и токоведущие пружины в вакуумных выключателях и реле
- детали механизмов точного позиционирования в станкостроении
- элементы крепления и фиксации в нефтегазовой телеметрии при высоких температурах
Технологические особенности обработки
Сплав ЭК162-ВИ склонен к наклёпу, поэтому механическая обработка ведётся с обильным охлаждением и умеренными режимами резания. После черновой обработки рекомендуется промежуточный отжиг для снятия напряжений. Старение проводят в защитной атмосфере или вакууме для предотвращения окисления поверхности. Сварка не рекомендуется; соединения выполняются механическим крепежом или пайкой в среде защитных газов.
Вопросы и ответы
Чем ЭК162-ВИ отличается от ЭК162 без маркировки «ВИ»?
Индекс «ВИ» обозначает вакуумно-индукционную выплавку, обеспечивающую пониженное содержание кислорода, азота и водорода. Это повышает стабильность упругих свойств и снижает анизотропию по сечению прутка.
При какой температуре проводится старение для достижения заданных свойств упругости?
Оптимальный режим — 720–750 C с выдержкой 4–8 ч. Температура и время подбираются в зависимости от требуемого уровня предела упругости и допустимой релаксации.
Сохраняет ли пруток ЭК162-ВИ упругость при криогенных температурах?
Да, сплав работоспособен до –196 C. При охлаждении модуль упругости незначительно возрастает, пластичность снижается, но ударная вязкость остаётся достаточной для большинства упругих элементов.
Возможна ли поставка прутков с индивидуальной термообработкой под заданный предел упругости?
Да, при заказе указывается требуемый диапазон предела упругости и релаксационной стойкости; партия проходит контрольные испытания на образцах-свидетелях.
