Прецизионные сплавы

Прецизио́нные спла́вы (от фр. précision — точность) — группа сплавов с заданными физико-механическими свойствами. В эту группу, как правило, входят высоколегированные сплавы с точным химическим составом^[1].

Маркировка

Маркировка	Элемент
Г	марганец	Mn
С (от лат. «силициум»)	кремний	Si
Х	хром	Cr
Н	никель	Ni
Д	медь	Cu
А	азот	N
Ф	ванадий	V
Б	ниобий	Nb
В	вольфрам	W
Е	селен	Se
К	кобальт	Co
Л	бериллий	Be
М	молибден	Mo
Р	бор	B
Т	Титан (элемент)	Ti
Ю	алюминий	Al
Ц	цирконий	Zr
П (от лат. «phosphorus»)	фосфор	P
Ч	редкоземельные металлы

Согласно ГОСТ 10994-74 «Сплавы прецизионные. Марки», маркировка сплавов (кроме термобиметаллов) состоит из двузначного числа, обозначающего среднюю массовую долю элемента, и буквенного обозначения элемента после цифры. Железо в маркировке сплава не указывается. При маркировке термобиметаллов, как и обычных сталей, массовая доля проставляется после буквы элемента. Буква «А» в конце маркировки обозначает повышенные требования к чистоте металла. Буква «Е» указывает на то, что сплав магнитнотвёрдый.

Для обеспечения повышенной чистоты применяют дополнительные методы очистки сплавов:

вакуумно-индукционная выплавка;
электронно-лучевая выплавка;
плазменный переплав;
электрошлаковый переплав;
вакуумно-дуговой переплав.

В маркировку таких сплавов добавляются буквы, соответственно: ВИ, ЭЛ, П, Ш, ВД.

Классификация

Прецизионные сплавы можно разделить на ряд групп в зависимости от их свойств:

магнитно-мягкие сплавы;
магнитно-твёрдые сплавы;
сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР);
сплавы с заданными свойствами упругости;
сверхпроводящие сплавы;
термобиметаллы.

Магнитно-мягкие сплавы

Сплавы, обладающие высокой магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой в слабых полях. К таковым относятся:

34НКМ, 34НКМП	64Н (65Н)	81НМА
35НКХСП	68НМ, 68НМП	27КХ
40Н	76НХД, 76НХДП	49К2Ф
40НКМ, 40НКМП	79НМ, 79НМП	49КФ
45Н	79Н3М	49К2ФА
47НК	80НХС	16Х
50Н, 50НП	36КНМ
50НХС	83НФ

Магнитно-твёрдые сплавы

Сплавы с определённым сочетанием параметром петли гистерезиса или предельной петли гистерезиса. К таковым относятся:

52К10Ф	52К13Ф	35КХ8Ф	ЕХ5К5
52К11Ф	35КХ4Ф	ЕХ3	ЕХ9К15М2
52К12Ф	35КХ6Ф	ЕВ6

Сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения

Коэффициент теплового расширения сплавов железа/никель в зависимости от процентного содержания никеля. Ярко выраженный минимум при концентрации никеля 36 %

Иногда именуются как «инварные сплавы» (от слова «инвар» — сплава 36Н, первого открытого сплава с очень низким температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР)). К таковым относятся:

36Н (англ. Invar) — инвар, имеет однофазную внутреннюю структуру. Плотность 8130 кг/м³, температура плавления 1425 °C. ТКЛР составляет 1,2⋅10⁻⁶/°C на промежутке от −20…+100 °C;
33НК (англ. Inovco) (Ni — 33 %, Co — 4,5 %, Fe — остальное) в отожженном состоянии имеет ТКЛР α не более 1,5⋅10⁻⁶/°C (в диапазоне −60…+100 °C). Особо чистые сплавы имеют ТКЛР до 0,55⋅10⁻⁶/°C (в диапазоне +20…+100 °C)^[1];
42Н (англ. NILO, FeNi42), содержащий 42 % никеля имеет α ≈ 5,3⋅10⁻⁶/°C, такой же как и у кремния, что позволяет широко использовать его в электронике;
29НК (англ. Kovar и англ. Dilver P) (Co 17 %, Ni 29 %, Fe — остальное) имеют ТКЛР как и у боросиликатного стекла, поэтому применяются в оптике, которая может работать в широком диапазоне температур, например, на спутниках;
другие сплавы: 30НКД, 32НКД, 32НК-ВИ, 35НКТ, 36НХ, 38НКД, 39Н, 42НА-ВИ, 47НХ, 47Н3Х, 7НД, 47НХР, 48НХ, 52Н, 58Н-ВИ.

Также к сплавам с заданным ТКЛР относится платинит: его коэффициент позволяет изготавливать проводники, впаиваемые в стекло (токовводы) при изготовлении вакуумной аппаратуры и электрических ламп накаливания.

Марки сплавов

29НК, 29НК-ВИ,
29НК-ВИ-1, 29НК-1

30НКД, 30НКД-ВИ

32НКД

32НК-ВИ

33НК, 33НК-ВИ

35НКТ

36Н, 36Н-ВИ

{{visualizer}}
Элемент	%
C*	0,03
Si*	0,30
Mn*	0,4
S*	0,015
P*	0,015
Cr*	0,1
Ni ±0,5	29
Co ±0,5	17,5
Cu*	0,2
Al*	0,2
Ti*	0,1
Fe**±1,0	52,14

Диаграммы:
круговая
столбчатая

{{visualizer}}
Эл-нт	%
C*	0,05
Si*	0,3
Mn*	0,4
S*	0,015
P*	0,015
Ni ±0,5	30
Co ±0,5	13,5
Cu ±0,1	0,4
Fe ±1,1	55,32

Диаграммы:
круговая
столбчатая

{{visualizer}}
Эл-нт	%
C*	0,05
Si*	0,2
Mn*	0,4
S*	0,015
P*	0,015
Ni ±0,5	32
Co ±0,5	3,7
Cu ±0,1	0,7
Fe ±1,1	62,92

Диаграммы:
круговая
столбчатая

{{visualizer}}
Эл-нт	%
C*	0,03
Si*	0,3
Mn*	0,4
S*	0,015
P*	0,015
Cr*	0,1
Ni ±0,5	32,0
Co ±0,5	4,2
Fe ±1,0	62,94

Диаграммы:
круговая
столбчатая

{{visualizer}}
Эл-нт	%
C*	0,5
Si*	0,3
Mn*	0,4
S*	0,015
P*	0,015
Ni ±0,5	33,0
Co ±0,5	17,0
Fe** ± 1,0	48,77

Диаграммы:
круговая
столбчатая

{{visualizer}}
Эл-нт	%
C*	0,05
Si*	0,5
Mn*	0,4
Ni ±0,5	34,5
Co ±0,5	5,5
Cu ±0,1	0,3
Ti ±0,25	2,55
Fe** ±1,35	56,2

Диаграммы:
круговая
столбчатая

{{visualizer}}
Эл-нт	%
C*	0,05
Si*	0,3
Mn ±0,15	0,45
S*	0,015
P*	0,015
Cr*	0,15
Ni ±1,0	36,0
Cu*	0,1
Al*	0,1
V*	0,1
Mo*	0,1
Fe** ±1,15	62,62

Диаграммы:
круговая
столбчатая

* — не более; ** — остальное

Сплавы с заданными свойствами упругости

Сплавы с высокой степенью упругости и рядом других свойств: коррозионная устойчивость, прочность, определённым температурным коэффициентом модуля упругости. К таковым относятся:

36НХТЮ	42НХТЮА	97НЛ
36НХТЮ5М	44НХТЮ	17ХНГТ
36НХТЮ8М	68НХВКТЮ	40КХНМ
42НХТЮ	68НХВКТЮ-ВИ	40КХНМВТЮ

Сплавы с определёнными электрическими свойствами

К сплавам с высокой степенью проводимости при низких температурах относятся: 25БТ, БТЦ-ВД, 70ТМ-ВД.

Сверхпроводящие сплавы

Сплавы с высоким электрическим сопротивлением

Х15Ю5	ХН70Ю-Н	Х15Н60-Н-ВИ	Х20Н80-ВИ
Н80ХЮД-ВИ	ХН20ЮС	Х15Н60	Х20Н80
Х23Ю5	Х20Н73ЮМ-ВИ	Х20Н80-Н-ВИ	Х50К10
Х27Ю5Т	Х15Н60-Н	Х20Н80-Н	Х23Ю5Т

Термобиметаллы

Термобиметаллы представляют собой материал, состоящий из двух или более слоев металлов или сплавов с различными температурными коэффициентами линейного расширения, что обеспечивает упругую деформацию при изменении температуры.

Биметаллы обычно изготавливают из сталей:

19НХ	36Н	46Н
20НГ	42Н	50Н
24НХ	45НХ	75ГНД

См. также

Примечания

↑ ¹ ² ГОСТ 10994-74 «Сплавы прецизионные. Марки»

Литература

[ГОСТ-1] ¹ ² ГОСТ 10994-74 «Сплавы прецизионные. Марки»

[1]