Пруток ТКЛР 30НКД-ВИ: прецизионный сплав с нормированным температурным коэффициентом линейного расширения
Пруток ТКЛР 30НКД-ВИ — горячекатаный или холоднотянутый сортовой прокат из прецизионного сплава 30НКД-ВИ (система Fe–Ni–Co с регламентированным содержанием никеля и кобальта), аттестованный по температурному коэффициенту линейного расширения (ТКЛР). Марка относится к группе сплавов с заданным ТКЛР и применяется там, где требуется согласованное расширение металла с керамикой, стеклом или полупроводниковыми материалами. Индекс «ВИ» обозначает вакуумно-индукционную выплавку, обеспечивающую пониженное содержание газов, серы и неметаллических включений.
Ключевая нормируемая характеристика — значение ТКЛР в интервале температур, заданном нормативно-технической документацией. Для сплава 30НКД-ВИ ТКЛР в диапазоне 20–100 C составляет порядка 4,5–5,510 1/C, что обеспечивает совместимость с тугоплавкими стёклами и вакуумной керамикой при пайке и сварке узлов. Пруток поставляется в термообработанном состоянии с регламентированной структурой и стабильными магнитными характеристиками.
Сортамент и технические параметры
- Диаметр прутка — 6–60 мм (кованый и горячекатаный сортамент), холоднотянутый — 3–20 мм;
- Длина прутка — 1,5–4,0 м (немерная), мерная — по согласованию;
- Предельные отклонения по диаметру — h11, h12, для холоднотянутого — h9;
- Твёрдость в состоянии поставки — 150–200 HV;
- Содержание никеля — 28–30 %, кобальта — 15–18 % (типовой состав системы Fe–Ni–Co);
- Точка Кюри — ниже 100 C, что ограничивает применение в узлах с нагревом выше этой температуры.
Структура, обработка и технологические свойства
Сплав 30НКД-ВИ склонен к образованию аустенитной структуры с ферромагнитными свойствами при комнатной температуре. Пруток обрабатывается резанием удовлетворительно, однако требует применения СОЖ и жёстких режимов из-за склонности к наклёпу. Горячая обработка давлением проводится при 1100–1180 C с последующим быстрым охлаждением. Для снятия внутренних напряжений после механической обработки применяется отжиг в вакууме или защитной атмосфере при 750–850 C.
Сварка узлов из прутка 30НКД-ВИ с керамикой и стеклом выполняется в вакуумных печах или в среде водорода. Вакуумно-индукционная выплавка снижает вероятность газонасыщения шва и образования пор, что критично для герметичных вакуумных вводов.
Области применения
- Вакуумные вводы и токовводы в электровакуумных приборах (ЭВП), магнетронах, клистронах;
- Корпусные детали и арматура газоразрядных ламп и рентгеновских трубок;
- Пайка и сварка металлокерамических узлов в электронной промышленности;
- Датчики и чувствительные элементы, работающие в условиях термоциклирования;
- Оснастка для термообработки и вакуумных установок;
- Прецизионные узлы измерительной техники, где требуется согласованное расширение с керамикой.
Сравнение режимов и параметров
| Параметр | Горячекатаный пруток | Холоднотянутый пруток | Кованый пруток | Термообработка |
|---|---|---|---|---|
| Диаметр, мм | 20–60 | 3–20 | 40–120 | — |
| ТКЛР, 10 1/C (20–100 C) | 4,8–5,4 | 4,6–5,2 | 4,9–5,5 | стабилизация |
| Твёрдость, HV | 160–200 | 180–220 | 150–190 | отжиг 750–850 C |
| Шероховатость Ra, мкм | 6,3–12,5 | 0,8–3,2 | 12,5–25 | — |
Вопросы и ответы
Чем отличается 30НКД-ВИ от 29НК?
Сплав 30НКД-ВИ содержит кобальт в системе Fe–Ni–Co, что обеспечивает иной уровень ТКЛР и точку Кюри по сравнению с 29НК. Вакуумно-индукционная выплавка снижает содержание газов и примесей.
Для каких температур нормируется ТКЛР прутка 30НКД-ВИ?
ТКЛР нормируется в интервале 20–100 C и, при необходимости, в расширенном диапазоне до 300–400 C в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.
Можно ли сваривать пруток 30НКД-ВИ с керамикой?
Да, сплав предназначен для пайки и сварки с тугоплавкими стёклами и керамикой. Процесс выполняется в вакууме или защитной атмосфере для предотвращения окисления и газонасыщения.
Какое состояние поставки оптимально для механической обработки?
Для токарной обработки предпочтителен термообработанный (отожжённый) пруток с твёрдостью 150–190 HV. Холоднотянутый пруток имеет повышенную твёрдость и требует учёта наклёпа.
