Прецизионные сплавы (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 Ti
Ю (от «ювенал») 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 магнитнотвердый.

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

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

    Литература

    • ГОСТ 10160-75. Сплавы прецизионные магнитно-мягкие. Технические условия.
    • ГОСТ 14082-78. Прутки и листы из прецизионных сплавов с заданным температурным коэффициентом линейного расширения. Технические условия.