Пруток ТКЛР 42Н: прецизионный сплав с нормированным температурным расширением
Пруток ТКЛР 42Н — горячекатаный или холоднотянутый сортовой прокат из прецизионного железоникелевого сплава 42Н (система Fe–Ni с массовой долей никеля 41,5–43,0 %), у которого температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) нормирован в интервале от –60 до +100 C. Значение ТКЛР сплава 42Н составляет (4,0–4,5)10 1/C в диапазоне 20–100 C, что обеспечивает минимальное удлинение детали при нагреве и стабильность геометрии узла. Сплав относится к классу инварных материалов; по химическому составу и физическим свойствам соответствует маркам 42Н по ГОСТ 10994-74 и FeNi42 по DIN 17745.
Сортамент и состояние поставки
Прутки поставляют диаметром от 6 до 100 мм в горячекатаном, кованом или холоднотянутом исполнении. Холоднотянутый прокат проходит светлую шлифовку или травление; кривизна прутка нормируется на 1 м длины. Термообработка — отжиг при 850–900 C с последующим медленным охлаждением — формирует однородную аустенитную структуру и стабильный ТКЛР по всей длине заготовки.
- Пруток горячекатаный 20–100 мм — ГОСТ 2590, предельные отклонения по 42Н-ТУ
- Пруток холоднотянутый 6–30 мм — h9–h11, шлифованный
- Пруток кованый 80–200 мм — для последующей механической обработки
- Состояние: отожжённый, без наклёпа, твёрдость 110–160 HV
Физико-механические характеристики
Предел прочности сплава 42Н в отожжённом состоянии — 450–560 МПа, предел текучести — 240–320 МПа, относительное удлинение — не менее 25 %. Точка Кюри лежит в области 230–280 C, поэтому магнитные свойства и ТКЛР сохраняются в рабочем диапазоне приборных узлов. Плотность — 8,1 г/см, теплопроводность — около 11 Вт/(мК).
| Параметр | Диапазон | Значение | Условие | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| ТКЛР | 20–100 C | (4,0–4,5)10 1/C | отожжённый | ГОСТ 10994-74 |
| ТКЛР | –60–20 C | (3,5–4,2)10 1/C | отожжённый | ГОСТ 10994-74 |
| Предел прочности | — | 450–560 МПа | 20 C | ГОСТ 1497 |
| Плотность | — | 8,1 г/см | 20 C | — |
| Точка Кюри | — | 230–280 C | — | — |
Области применения
Пруток 42Н применяют там, где требуется согласование ТКЛР металлической арматуры с ТКЛР стекла, керамики или спаев. Типовые узлы — токовводы и ножки электровакуумных приборов, корпуса полупроводниковых диодов и транзисторов, герметичные разъёмы, элементы волоконно-оптических ответвителей, детали лазерных резонаторов и измерительных базисов.
- Токовводы и спаи со стеклом С52-1, С48-3 в электровакуумных приборах
- Корпуса и выводы полупроводниковых приборов, интегральных схем
- Детали оптико-механических систем, лазерных интерферометров
- Арматура датчиков давления и термопар, работающих при знакопеременных температурах
- Элементы криогенной техники, где важна стабильность зазоров при –60 C
Обработка и совместимость
Сплав 42Н удовлетворительно обрабатывается резанием, сваривается аргонодуговой сваркой, паяется мягкими и твёрдыми припоями. При механической обработке следует избегать наклёпа, повышающего ТКЛР и снижающего стабильность размеров; после интенсивной обработки рекомендуется отжиг. Для сохранения нормированного ТКЛР детали не подвергают закалке.
Вопросы и ответы
Чем сплав 42Н отличается от инвара 36Н?
36Н имеет более низкий ТКЛР (около 1,510 1/C) в узком интервале 20–100 C, но меньшую точку Кюри. 42Н сохраняет нормированный ТКЛР до 230–280 C и лучше согласуется со стеклом С52-1.
Какой ТКЛР у прутка 42Н в диапазоне 20–100 C?
Значение составляет (4,0–4,5)10 1/C для отожжённого состояния. Наклёп и остаточные напряжения повышают этот показатель.
Поставляется ли пруток 42Н в шлифованном виде?
Да, холоднотянутый прокат 6–30 мм поставляют шлифованным с допуском h9–h11 и светлой поверхностью.
Нужен ли отжиг после механической обработки?
После интенсивного точения или волочения рекомендуется отжиг при 850–900 C для снятия наклёпа и восстановления нормированного ТКЛР.
