Труба из сплава 29НК (ТКЛР) — прецизионные изделия для термостабильных конструкций
Труба ТКЛР 29НК — это трубный прокат из железоникелькобальтового сплава 29НК (ХН29К18ВМ, близкий аналог по системе легирования — сплав Ковар), основное нормируемое свойство которого — температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР). Сплав относится к классу прецизионных сплавов с заданным ТКЛР и применяется там, где требуется согласованное расширение металла с керамикой, стеклом или полупроводниковыми материалами.
Химический состав и структура
Основа сплава — никель 28–30 % и кобальт 17–19 %, остальное — железо. Микролегирование вольфрамом и молибденом повышает стабильность -фазы и снижает склонность к фазовым превращениям при термоциклировании. Структура после отжига — однородный -твёрдый раствор с минимальным содержанием карбидной фазы по границам зёрен.
- Ni — 28,0–30,0 %
- Co — 17,0–19,0 %
- C — не более 0,05 %
- Mn, Si — не более 0,4 % каждого
- Fe — основа
Нормируемые характеристики ТКЛР
Ключевой параметр труб 29НК — величина ТКЛР в интервале рабочих температур. Значения нормируются в диапазоне от –60 C до +400 C и зависят от режима термической обработки. Отклонение ТКЛР от номинала приводит к возникновению термомеханических напряжений в спаях с диэлектриками.
| Интервал температур | ТКЛР, 10 1/C | Наружный диаметр, мм | Толщина стенки, мм | Состояние поставки |
|---|---|---|---|---|
| –60…+20 C | 4,5–5,5 | 6–12 | 0,5–1,5 | мягкое |
| +20…+100 C | 5,0–6,0 | 12–25 | 1,0–2,0 | мягкое |
| +20…+300 C | 5,5–6,5 | 25–40 | 1,5–3,0 | твёрдое |
| +20…+400 C | 6,0–7,0 | 40–60 | 2,0–4,0 | твёрдое |
Технологические и механические свойства
Трубы 29НК поставляются в холоднодеформированном (тянутом) или горячедеформированном состоянии с последующим отжигом в защитной атмосфере. Предел прочности в мягком состоянии — 490–590 МПа, относительное удлинение — не менее 25 %. Сплав сохраняет пластичность при глубокой вытяжке и гибке, что позволяет изготавливать из труб сложные пространственные конструкции.
- Плотность — 8,2 г/см
- Температура плавления — 1450 C
- Удельное электросопротивление — 0,75 мкОмм
- Теплопроводность — 14 Вт/(мК)
- Магнитная проницаемость — низкая в области рабочих температур
Области применения
Трубы из сплава 29НК востребованы в вакуумной и полупроводниковой технике, где необходима герметизация металла с боросиликатным стеклом или керамикой. Конкретные узлы: корпуса магнетронов, выводы СВЧ-приборов, токовводы в вакуумных печах, элементы криогенных систем.
- Вакуумные камеры и токовводы электронно-лучевых установок
- Корпуса полупроводниковых приборов и СВЧ-модулей
- Герметичные спаи с боросиликатным стеклом С52-1
- Криогенные трубопроводы и арматура
- Датчики температуры и эталонные меры длины
Условия эксплуатации и ограничения
Сплав 29НК работоспособен в интервале от –196 C до +450 C. При нагреве выше 450 C наблюдается необратимое изменение ТКЛР, что исключает применение в высокотемпературных узлах без защитной атмосферы. Трубы требуют вакуумного отжига после сварки для восстановления заданного ТКЛР.
Вопросы и ответы
Чем труба 29НК отличается от трубы из сплава 32НКД?
Сплав 29НК содержит кобальт и обеспечивает более низкий ТКЛР в области отрицательных температур, тогда как 32НКД применяется для спаев с более тугоплавкими стёклами.
Какой режим термообработки восстанавливает ТКЛР после сварки?
Вакуумный отжиг при 900–950 C с последующим медленным охлаждением в печи до 200 C.
Поставляются ли трубы 29НК по ГОСТ?
Трубный прокат из сплава 29НК изготавливается по ТУ 14-1-XXXX и ГОСТ 23750, регламентирующим химический состав и ТКЛР.
Какие диаметры доступны для прецизионных токовводов?
Наиболее востребованы трубы наружным диаметром 6–25 мм с толщиной стенки 0,5–2,0 мм.
