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

Основная статья: Сверхпроводимость

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

См. также: Биметалл

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
• Биметаллическая пластина

Примечания

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

Литература

• ГОСТ 10160-75 Сплавы прецизионные магнитно-мягкие. Технические условия (с Изменениями N 1-4, с Поправкой)
• ГОСТ 14082-78 Прутки и листы из прецизионных сплавов с заданным температурным коэффициентом линейного расширения. Технические условия (с Изменениями N 1-5).