Слиток с заданными свойствами упругости 42НХТЮ в Минске

Слиток сплава 42НХТЮ с заданными свойствами упругости

Слиток из прецизионного сплава 42НХТЮ — это полуфабрикат, выплавляемый в вакуумно-индукционных или вакуумно-дуговых печах, предназначенный для последующей горячей деформации (ковки, прокатки, прессования) в прутки, полосы и ленту. Сплав системы Fe–Ni–Cr–Ti–Al относится к классу дисперсионно-твердеющих аустенитных сплавов с регламентированным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) и высокой упругостью после старения. Именно сочетание «слиток + заданные свойства упругости» означает, что химический состав и режим кристаллизации слитка обеспечивают после термической обработки готового изделия стабильный модуль упругости и предел упругости в узком допуске.

Металлургическая природа упругости сплава 42НХТЮ

Упругие характеристики сплава 42НХТЮ формируются не в слитке напрямую, а закладываются на этапе выплавки через точное соотношение титана, алюминия и углерода. Титаноалюминиевая фаза Ni(Ti,Al) типа выделяется при старении (700–750 C), создавая когерентные искажения решётки и повышая предел упругости до 900–1100 МПа при сохранении модуля упругости 185–200 ГПа. Слиток должен иметь минимальную ликвацию титана и алюминия, поэтому применяют вакуумно-индукционную выплавку с последующим вакуумно-дуговым или электрошлаковым переплавом. Содержание углерода ограничивают 0,03 %, чтобы исключить выделение карбидов титана, снижающих релаксационную стойкость.

Заданные свойства упругости в слитке контролируют по трём параметрам:

• отсутствие зональной ликвации Ti и Al по сечению слитка;
• регламентированное содержание газов: O 0,003 %, N 0,005 %;
• макроструктура без усадочной рыхлости и шлаковых включений.

Технические параметры слитка

Термическая обработка и формирование упругих свойств

Упругие свойства задаются не в слитке, а после деформации и старения готового полуфабриката. Однако слиток должен обеспечивать необходимый запас по титану и алюминию, чтобы после закалки (950–1000 C, охлаждение в воде) и старения (700–750 C, 4–8 ч) достигался требуемый уровень предела упругости. Отклонение состава от заданного диапазона приводит к недотвердению или перестарению, что снижает релаксационную стойкость пружинных элементов.

Слиток 42НХТЮ с заданными свойствами упругости применяют для изготовления:

• упругих элементов датчиков давления и мембранных манометров;
• пружин часовых механизмов и прецизионных приборов;
• чувствительных элементов гироскопов и акселерометров;
• пружинных подвесов в виброизмерительной аппаратуре;
• упругих контактов в реле и разъёмах авиационного исполнения.

Отрасли применения

Слиток 42НХТЮ востребован в приборостроении, авиационной и космической технике, где требуется сочетание высокой упругости и стабильного ТКЛР. В нефтегазовой отрасли из него изготавливают упругие элементы глубинных манометров, работающих при 150–200 C. В медицинском оборудовании — пружины дозаторов и хирургических инструментов. В радиоэлектронике — упругие контакты волноводов.

Вопросы и ответы