Пруток ТКЛР 32НК: прецизионный сплав с нормированным температурным расширением
Пруток ТКЛР 32НК — горячекатаный или холоднотянутый сортовой прокат из прецизионного железоникелевого сплава 32НК (система Fe–Ni с легированием кобальтом), аттестованный по температурному коэффициенту линейного расширения (ТКЛР). Сплав относится к группе инварных материалов с регулируемым расширением и нормируется по ГОСТ 10994. Ключевая особенность прутка — стабильность ТКЛР в интервале от –60 C до +400 C, что обеспечивает минимальные температурные деформации сопрягаемых деталей.
Химический состав и физические свойства
Основа сплава — никель 31,5–33,0 % с добавкой кобальта до 4,5 %, что смещает точку Кюри и стабилизирует расширение в рабочем диапазоне. Содержание углерода не превышает 0,05 %, кремния — 0,3 %, марганца — 0,4 %. Такое сочетание даёт низкий ТКЛР при сохранении достаточной прочности и пластичности.
| Параметр | Значение | Условия | Единица | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| ТКЛР | 1,5–2,5 | 20–100 C | 10 1/C | дилатометрия |
| ТКЛР | 4,0–5,5 | 20–400 C | 10 1/C | дилатометрия |
| Предел прочности | 490–640 | 20 C | МПа | растяжение |
| Предел текучести | 240 | 20 C | МПа | растяжение |
| Относительное удлинение | 25 | 20 C | % | растяжение |
| Точка Кюри | 230 | — | C | магнитометрия |
Сортамент и геометрия прутка
Пруток 32НК поставляется диаметром от 6 до 100 мм в горячекатаном состоянии и от 3 до 30 мм — в холоднотянутом (калиброванном). Длина мерная — 1,5–6,0 м, немерная — до 4,0 м. Кривизна калиброванного прутка не превышает 0,5 мм на 1 м длины. Точность диаметра для холоднотянутого проката — h9–h11, для горячекатаного — по ГОСТ 2590.
- Пруток горячекатаный круглый — ГОСТ 2590, диаметр 20–100 мм
- Пруток калиброванный — ГОСТ 7417, диаметр 3–30 мм, точность h9
- Пруток со специальной отделкой поверхности — шлифованный, полированный
- Пруток для обработки на автоматах продольного точения — диаметр до 12 мм
- Пруток в термообработанном состоянии — отжиг при 800–850 C
Технологические и эксплуатационные характеристики
Сплав 32НК хорошо обрабатывается резанием в отожжённом состоянии, допускает холодную деформацию и сварку. При нагреве выше 400 C ТКЛР возрастает нелинейно, поэтому пруток применяют преимущественно в низкотемпературных и среднетемпературных узлах. Магнитные свойства: ферромагнитный при комнатной температуре, точка Кюри около 230 C.
Пруток ТКЛР 32НК востребован в приборостроении, где требуется согласование расширений с стеклом, керамикой и ферритами. Типовые узлы:
- Корпуса и держатели оптических элементов в лазерных системах
- Детали вакуумных камер и узлов с нормированным зазором
- Опоры и втулки в измерительных приборах высокой точности
- Элементы термостатирующих систем и криогенной техники
- Сопрягаемые детали в электронно-лучевом оборудовании
- Компоненты датчиков давления и температуры
Обработка и режимы
Механическая обработка прутка 32НК ведётся твердосплавным инструментом на скоростях 40–80 м/мин с охлаждением. Отжиг для снятия напряжений — при 750–850 C с последующим медленным охлаждением. Сварка возможна аргонодуговая, но требует последующей термообработки для восстановления ТКЛР. Полировка поверхности снижает склонность к коррозии в условиях повышенной влажности.
Вопросы и ответы
Чем пруток 32НК отличается от инвара 36Н?
Сплав 32НК содержит кобальт и имеет более низкий ТКЛР в диапазоне 20–100 C, тогда как 36Н (инвар) обеспечивает минимальное расширение при более высоких температурах. Выбор зависит от рабочего интервала и требований к точке Кюри.
Какой диаметр прутка доступен для калиброванного проката?
Калиброванный пруток 32НК выпускается диаметром от 3 до 30 мм с точностью h9–h11 по ГОСТ 7417. Горячекатаный — от 20 до 100 мм по ГОСТ 2590.
Можно ли сваривать пруток 32НК без термообработки?
Сварка возможна, но без последующего отжига при 750–850 C в зоне шва ТКЛР отклоняется от нормы, что приводит к температурным деформациям сопрягаемых деталей.
Какие отрасли применяют пруток ТКЛР 32НК?
Приборостроение, лазерная техника, вакуумное оборудование, криогеника, производство датчиков и измерительных систем, где требуется согласование температурных расширений.
