Пруток с заданными свойствами упругости ЭП4-ВИ
Пруток с заданными свойствами упругости ЭП4-ВИ — горячекатаный или кованый сортовой прокат из прецизионного сплава на железоникелевой основе, поставляемый в термообработанном состоянии с регламентированным уровнем модуля упругости и упругого последействия. Сплав ЭП4-ВИ выплавляется в вакуумно-индукционной печи с последующим вакуумно-дуговым или электрошлаковым переплавом, что обеспечивает минимальное содержание неметаллических включений и стабильность упругих характеристик по всей длине прутка.
Технические характеристики и сортамент
Упругие свойства прутка ЭП4-ВИ нормируются в пределах: модуль нормальной упругости — 185–200 ГПа, предел упругости при остаточной деформации 0,005 % — не менее 480 МПа, релаксационная стойкость при 20 C — потеря усилия не более 2 % за 1000 ч. Прокат проходит ультразвуковой контроль по ГОСТ 21120 и контроль макроструктуры по ГОСТ 10243.
| Диаметр прутка, мм | Состояние поставки | Предел упругости, МПа | Твёрдость HRC | Длина, мм |
|---|---|---|---|---|
| 12–20 | закалка + отпуск | 480–520 | 38–42 | 2000–4000 |
| 21–40 | закалка + отпуск | 500–560 | 40–44 | 2000–5000 |
| 41–80 | нормализация + отпуск | 460–510 | 35–40 | 1500–4000 |
| 81–120 | кованый, термообработанный | 440–490 | 32–38 | 1000–3000 |
Нормируемые параметры упругости
- Модуль сдвига — 72–78 ГПа при 20 C.
- Коэффициент Пуассона — 0,28–0,31.
- Предел пропорциональности — не менее 420 МПа.
- Упругое последействие за 24 ч под нагрузкой 0,8 предела упругости — не более 0,03 %.
- Температурный коэффициент модуля упругости — (1,5–2,0) 10 К в диапазоне –60…+200 C.
- Остаточная деформация после снятия нагрузки 0,6 предела упругости — не более 0,008 %.
Области применения
Пруток ЭП4-ВИ применяется для изготовления упругих элементов, работающих в условиях знакопеременных нагрузок и повышенных требований к стабильности геометрии:
- Пружины и мембраны датчиков давления в системах КИПиА нефтегазовой отрасли.
- Упругие элементы торсионных валов и рессор стендового оборудования.
- Шпиндели и оправки прецизионных металлорежущих станков.
- Уплотнительные кольца и сильфоны арматуры высокого давления.
- Элементы виброизоляторов компрессорных и насосных агрегатов.
- Калибровочные стержни и эталоны в метрологических лабораториях.
Технологические особенности обработки
Пруток ЭП4-ВИ обрабатывается резанием на токарных и фрезерных станках с ЧПУ при режимах, исключающих наклёп поверхностного слоя. Термообработка проводится в защитной атмосфере или вакууме при температуре 850–900 C с последующим отпуском. Сварка деталей из данного сплава ограничена из-за склонности к образованию горячих трещин; при необходимости соединения применяют электронно-лучевую сварку. Шлифование выполняется кругами из электрокорунда с обильным охлаждением.
Вопросы и ответы
Чем отличается ЭП4-ВИ от ЭП4 без вакуумного переплава?
Марка с индексом «ВИ» проходит вакуумно-индукционную выплавку, что снижает содержание газов и неметаллических включений. Это повышает стабильность модуля упругости и увеличивает сопротивление релаксации напряжений на 15–20 % по сравнению с открытой выплавкой.
Какой максимальный диаметр прутка поставляется?
Стандартный сортамент включает прутки диаметром до 120 мм. По согласованию возможна поставка кованых заготовок диаметром до 200 мм с нормированными упругими характеристиками.
При какой температуре сохраняются заданные свойства упругости?
Регламентированные значения модуля упругости и предела упругости гарантируются в диапазоне –60…+200 C. При нагреве выше 250 C начинается необратимое снижение релаксационной стойкости.
Проводится ли контроль упругих свойств по всей длине прутка?
Да, для прутков ЭП4-ВИ выполняется поштучный контроль твёрдости и выборочный контроль предела упругости на образцах, отобранных от обоих концов и средней части прутка.
