Пруток ТКЛР 47НД-ВИ: прецизионный сплав с нормированным температурным коэффициентом линейного расширения
Пруток ТКЛР 47НД-ВИ — металлопродукция из прецизионного сплава 47НД, изготовленная методом вакуумно-индукционной выплавки (ВИ). Сплав относится к системе Fe–Ni с содержанием никеля 46–48 % и нормированным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) в интервале –60…+100 C. Марка 47НД применяется в узлах, где требуется согласование теплового расширения с диэлектриками, стеклом и керамикой. Индекс «ВИ» обозначает вакуумно-индукционную выплавку, обеспечивающую пониженное содержание газов, неметаллических включений и серы по сравнению с открытой выплавкой.
Химический состав и структура
Сплав 47НД выплавляется в вакуумных индукционных печах с последующим вакуумно-дуговым или электрошлаковым переплавом. Структура — однофазный -твёрдый раствор на основе железа и никеля. Углерод ограничен на уровне 0,05 %, что снижает риск выделения карбидов по границам зёрен при термообработке. Кремний и марганец — в пределах 0,3 % каждого. Сера и фосфор — не более 0,015 % и 0,020 % соответственно. Вакуумная выплавка снижает содержание кислорода и азота, что положительно влияет на пластичность и стабильность ТКЛР.
Технические характеристики прутка
| Параметр | Значение | Единица | Условия | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Диаметр прутка | 8–120 | мм | горячекатаный / кованый | ТУ / ГОСТ |
| ТКЛР | (4,5–5,5) 10 | 1/C | –60…+100 C | ГОСТ 14080 |
| Предел прочности | 440–590 | МПа | 20 C, отожжённый | ГОСТ 1497 |
| Относительное удлинение | 25 | % | 20 C | ГОСТ 1497 |
| Точка Кюри | 380 | C | — | справочно |
| Плотность | 8,1–8,2 | г/см | 20 C | — |
Технологические особенности ВИ-выплавки
Вакуумно-индукционная выплавка проводится при остаточном давлении 10–10 мм рт. ст. Это обеспечивает дегазацию расплава, удаление водорода и частичное испарение примесей с высокой упругостью пара. Пруток 47НД-ВИ отличается повышенной чистотой по неметаллическим включениям, что критично для последующей холодной деформации и полировки. Горячая обработка давлением — ковка или прокатка — выполняется в интервале 1150–900 C с последующим отжигом при 800–850 C для снятия внутренних напряжений и стабилизации ТКЛР.
Области применения
- Корпуса и выводы полупроводниковых приборов, согласованные по ТКЛР с боросиликатным стеклом и керамикой.
- Магнитопроводы и экраны в электронно-лучевых приборах, работающих в условиях термоциклирования.
- Детали вакуумных камер и узлов установок ионной имплантации.
- Элементы волоконно-оптических линий связи, где требуется стабильность геометрии при нагреве.
- Прецизионные узлы измерительных приборов и лазерных систем.
- Компоненты термостатируемых корпусов электронной аппаратуры.
Обрабатываемость и условия эксплуатации
Пруток 47НД-ВИ удовлетворительно обрабатывается резанием в отожжённом состоянии. Склонность к наклёпу требует применения СОЖ с высокими смазывающими свойствами и умеренных режимов резания. Сварка возможна аргонодуговым способом; после сварки рекомендуется отжиг для восстановления ТКЛР. Рабочий диапазон эксплуатации — от криогенных температур до +450 C. При нагреве выше точки Кюри магнитные свойства изменяются, однако ТКЛР остаётся стабильным в пределах нормируемого интервала.
Вопросы и ответы
Чем пруток 47НД-ВИ отличается от 47НД открытой выплавки?
Вакуумно-индукционная выплавка снижает содержание кислорода, азота и неметаллических включений. Это повышает пластичность, стабильность ТКЛР и качество полированной поверхности.
В каком интервале температур нормируется ТКЛР сплава 47НД?
ТКЛР нормируется в диапазоне –60…+100 C и составляет (4,5–5,5) 10 1/C в зависимости от точного химического состава и термообработки.
Какие диаметры прутка доступны?
Горячекатаный и кованый пруток поставляется диаметром от 8 до 120 мм. Возможна поставка шлифованного прутка с допуском h9–h11.
Требуется ли термообработка после механической обработки?
После интенсивной механической обработки рекомендуется отжиг при 800–850 C для снятия наклёпа и восстановления нормируемого ТКЛР.
