Слиток сплава 36Н с нормированным ТКЛР — прецизионный инвар для литейной переработки
Слиток из сплава 36Н (инвар, Fe–36 % Ni) — металлургическая заготовка с регламентированным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР) в интервале –60…+100 C. Значение ТКЛР сплава 36Н составляет (0,8–1,5)10 1/C, что на порядок ниже, чем у углеродистых конструкционных сталей. Именно этот параметр определяет назначение слитка: получение деформированных полуфабрикатов и литых деталей, работающих в условиях термоциклирования без изменения геометрии.
Слиток выплавляют в вакуумно-индукционных или открытых дуговых печах с последующим вакуумно-дуговым переплавом (ВДП) для снижения содержания газов и неметаллических включений. Химический состав регламентируется ГОСТ 10994 и ТУ производителей: никель — 35,0–37,0 %, углерод — не более 0,05 %, марганец — 0,20–0,60 %, кремний — не более 0,30 %, сера и фосфор — не более 0,020 % каждый. Отклонение по никелю на 0,5 % смещает ТКЛР на 0,3–0,510 1/C, поэтому слиток аттестуют по фактическому значению ТКЛР, а не только по химсоставу.
Технические параметры слитка 36Н
| Параметр | Значение | Условия измерения | Влияние на переработку | Контроль |
|---|---|---|---|---|
| ТКЛР | 0,8–1,510 1/C | –60…+100 C | Размерная стабильность деталей | Дилатометр |
| Масса слитка | 0,5–6,0 т | После ВДП | Кратность прокатки | Взвешивание |
| Диаметр | 200–600 мм | Круглое сечение | Обжатие при ковке | Штангенциркуль |
| Содержание Ni | 35,0–37,0 % | По массе | Стабильность ТКЛР | Спектральный анализ |
| Температура ковки | 1150–900 C | Начало–конец | Качество поковки | Термопара |
Сортамент и способы передела
- Кованые прутки 60–250 мм для последующей механической обработки.
- Прокатанные листы толщиной 0,5–20 мм для штамповки мембран.
- Трубные заготовки для волочения прецизионных трубок.
- Слитки под электрошлаковый переплав для особо ответственных отливок.
- Заготовки для литья по выплавляемым моделям.
Области применения
Слиток 36Н служит исходной заготовкой для деталей, где тепловое расширение недопустимо: оправки и калибры измерительных систем, элементы лазерных интерферометров, каркасы зеркал оптических приборов, корпуса гироскопов, детали криогенной арматуры, узлы вакуумных камер. В авиаприборостроении из инвара изготавливают элементы инерциальных навигационных систем, в радиоэлектронике — корпуса СВЧ-фильтров и резонаторов, в метрологии — эталонные штриховые меры длины.
Технологические особенности переработки
Сплав 36Н склонен к росту зерна при нагреве выше 1200 C, поэтому ковку ведут с интенсивными обжатиями в узком интервале температур. Обрабатываемость резанием удовлетворительная, но требует жёстких режимов из-за склонности к наклёпу. Сварка возможна аргонодуговым способом с последующей термообработкой для снятия напряжений. После холодной деформации обязателен отжиг при 800–850 C в защитной атмосфере для восстановления ТКЛР.
Вопросы и ответы
Чем слиток 36Н отличается от готового проката?
Слиток — литая заготовка с ликвационной неоднородностью; ТКЛР гарантируется после гомогенизации и передела. Прокат имеет стабильную структуру и аттестованный ТКЛР в партии.
Какой ТКЛР у сплава 36Н?
В интервале –60…+100 C — 0,8–1,510 1/C в зависимости от фактического содержания никеля и термообработки.
Для каких температурных диапазонов применяется слиток 36Н?
Основное применение — от криогенных температур до +100 C. Выше 200 C инварный эффект ослабевает, ТКЛР возрастает.
Как контролируется качество слитка?
Спектральный анализ химсостава, дилатометрия образцов, УЗК на внутренние дефекты, макро- и микроструктурный контроль.
