Пруток ТКЛР 47НД: прецизионный сплав с нормированным температурным расширением
Пруток ТКЛР 47НД — металлопродукция из железоникелевого сплава 47НД (система Fe–Ni с легированием кобальтом), выпускаемая в термообработанном состоянии с гарантированным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР). Сплав относится к классу прецизионных сплавов с заданным ТКЛР и применяется в узлах, где рассогласование расширений сопрягаемых деталей недопустимо: вакуумные вводы, корпуса полупроводниковых приборов, волоконно-оптические разъёмы, измерительные приборы.
Ключевая характеристика прутка — нормированное значение ТКЛР в интервале температур эксплуатации. Для сплава 47НД в диапазоне 20–100 C составляет порядка 4,5–5,510 1/C, что обеспечивает согласование с боросиликатными стёклами (типа С49-2, С52-1) и коваром. Именно сочетание «пруток + ТКЛР 47НД» определяет пригодность заготовки для последующей механической обработки и пайки в герметичные узлы.
Технические параметры прутка 47НД
- Диаметр: 3–60 мм (горячекатаный), 2–20 мм (холоднотянутый, шлифованный)
- Длина прутка: 1,5–3,0 м (мерная), 2,0–6,0 м (немерная)
- ТКЛР (20–100 C): 4,5–5,510 1/C
- ТКЛР (20–400 C): не более 7,510 1/C
- Плотность: 8,1–8,3 г/см
- Точка Кюри: 380–420 C
Химический состав и структура
Сплав 47НД содержит никель 46–48 %, кобальт 4,5–5,5 %, остальное — железо; углерод, кремний и марганец ограничены десятыми долями процента. Кобальт стабилизирует -фазу и снижает ТКЛР в области низких температур. После отжига в вакууме или защитной атмосфере формируется однородная аустенитная структура с минимальным содержанием карбидной фазы, что важно для стабильности размеров при термоциклировании.
Области применения прутка 47НД
- Вакуумные вводы и токовводы электровакуумных приборов
- Корпуса и ножки полупроводниковых приборов, интегральных микросхем
- Герметичные разъёмы оптоэлектроники и волоконно-оптических линий
- Детали измерительных приборов: эталонные штанги, элементы термостатов
- Пайка со стеклом С49-2, С52-1 и коваром в узлах электронной техники
- Прецизионные узлы лазерной и криогенной техники
Технологические режимы обработки
Пруток 47НД обрабатывается резанием твердосплавным инструментом; склонность к наклёпу требует умеренных подач и обильного охлаждения. Пайка выполняется в вакууме или водороде припоями ПСр-72, ПСр-45 в интервале 780–850 C. Термообработка — отжиг при 1050–1100 C с последующим медленным охлаждением для снятия напряжений и стабилизации ТКЛР. Сварка плавлением ограничена из-за риска изменения в зоне термического влияния.
| Параметр | Диапазон | Условия | Единица | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| ТКЛР | 4,5–5,5 | 20–100 C | 10 1/C | нормируется |
| ТКЛР | 7,5 | 20–400 C | 10 1/C | справочно |
| Диаметр | 3–60 | горячекатаный | мм | по ГОСТ |
| Диаметр | 2–20 | холоднотянутый | мм | шлифованный |
| Плотность | 8,1–8,3 | 20 C | г/см | — |
| Точка Кюри | 380–420 | — | C | магнитный переход |
Нормативная база и приёмка
Пруток 47НД поставляется по ГОСТ 10994-74 (прецизионные сплавы) и ТУ производителей; ТКЛР подтверждается сертификатом на партию с указанием метода измерения (дилатометрия). Контролируются макро- и микроструктура, отсутствие поверхностных дефектов, геометрия. Для ответственных узлов электронной техники заказывают пруток с нормированным в узком интервале температур.
Вопросы и ответы
Чем пруток 47НД отличается от 29НК?
Сплав 47НД имеет более низкий ТКЛР в области 20–100 C и применяется для согласования с боросиликатными стёклами, тогда как 29НК (ковар) используется с другими типами стёкол и имеет иной профиль .
Можно ли сваривать пруток 47НД?
Сварка плавлением не рекомендуется: локальный нагрев изменяет ТКЛР в зоне термического влияния. Соединение выполняют пайкой в вакууме или водороде.
Какой диаметр прутка доступен?
Горячекатаный — 3–60 мм, холоднотянутый шлифованный — 2–20 мм. Точный сортамент уточняется по ТУ конкретного производителя.
Нужна ли термообработка после механообработки?
Да, для снятия наклёпа и стабилизации ТКЛР проводят отжиг при 1050–1100 C с медленным охлаждением.
