Слиток с заданными свойствами упругости 42НХТЮА в Минске

Слиток из сплава 42НХТЮА с заданными свойствами упругости

Слиток из прецизионного сплава 42НХТЮА — это полуфабрикат, выплавляемый в вакуумно-индукционных или вакуумно-дуговых печах и предназначенный для последующей горячей деформации в прутки, полосы и ленту. Сплав системы Fe–Ni–Cr–Ti–Al относится к дисперсионно-твердеющим аустенитным материалам и обеспечивает сочетание высокой упругости с немагнитностью и коррозионной стойкостью. Заданные свойства упругости формируются не в литом состоянии, а после полной термической обработки: закалки от 950–980 C с охлаждением в воде и старения при 700–750 C в течение 4–8 ч. Именно старение выделяет мелкодисперсные фазы -Ni(Ti,Al), которые обеспечивают упрочнение и стабильность модуля упругости.

Химический состав и структура слитка

Слиток выплавляется по ГОСТ 10994-74 и ТУ производителей прецизионных сплавов. Основу составляет никель (39–41 %), хром (5,0–6,0 %), титан (2,7–3,2 %) и алюминий (0,8–1,2 %). Углерод ограничен 0,05 %, сера и фосфор — не более 0,020 % каждого. Такое легирование обеспечивает после старения предел упругости , не ниже 700 МПа при сохранении достаточной пластичности. Структура слитка — аустенитная с дендритной ликвацией; для устранения ликвационных неоднородностей применяется гомогенизационный отжиг при 1100–1150 C.

Заданные свойства упругости

Под «заданными свойствами упругости» для слитка 42НХТЮА понимают регламентированный комплекс характеристик, воспроизводимых после термообработки образцов из данного слитка:

• предел упругости , — 700–900 МПа;
• предел прочности в — 1100–1400 МПа;
• относительное удлинение — не менее 8 %;
• модуль нормальной упругости E — 185–200 ГПа;
• температурный коэффициент модуля упругости — стабилен в диапазоне –60…+250 C;
• остаточная деформация после снятия нагрузки — минимальная.

Именно стабильность модуля упругости в рабочем интервале температур отличает 42НХТЮА от углеродистых пружинных сталей и делает его пригодным для упругих элементов, работающих при нагреве.

Технология передела слитка

Слиток 42НХТЮА массой от 0,5 до 3,0 т подвергается обдирке для удаления поверхностных дефектов, затем нагревается до 1150–1180 C и деформируется на блюминге или прессе. Горячая деформация ведётся с суммарной степенью обжатия не менее 70 %, что обеспечивает проработку литой структуры. Далее следует горячая прокатка в прутки диаметром 8–60 мм или в полосы, из которых в дальнейшем изготавливают ленту толщиной 0,1–2,5 мм. Для ответственных упругих элементов применяется холодная прокатка с промежуточными отжигами.

Области применения

Материал востребован там, где требуется сочетание упругости, немагнитности и термостойкости:

• упругие элементы датчиков давления и мембранных узлов приборов;
• пружины и торсионы в авиационных и ракетных системах управления;
• детали часовых механизмов и прецизионных измерительных приборов;
• немагнитные упругие элементы в электротехнических устройствах;
• мембраны и сильфоны в нефтегазовой и химической аппаратуре;
• элементы крепления в криогенной технике.

Контроль качества слитка

Каждая плавка слитка 42НХТЮА проходит входной контроль химического состава методом спектрального анализа, а также контроль макро- и микроструктуры на соответствие требованиям по неметаллическим включениям и ликвации. Механические свойства подтверждаются испытаниями образцов, вырезанных из тела слитка или из пробной деформации. Дополнительно проверяется отсутствие ферромагнитной фазы, что критично для немагнитных применений.

Вопросы и ответы