Главная / Сплав / Сплав 36НХТЮ (элинвар, ЭИ702)

Сплав 36НХТЮ (элинвар, ЭИ702)

Цена: договорная
- от объёма, заполните заявку

Реализуем сплав 36НХТЮ (ЭИ702) в виде прутков, ленты, проволоки и листов — оформите заявку

Сплав 36НХТЮ (ЭИ702, ЭП215) — прецизионный дисперсионно-твердеющий материал на железоникелевой основе, относящийся к IV группе по ГОСТ 10994-74 (сплавы с заданными свойствами упругости). Его отличительная особенность — близкий к нулю температурный коэффициент модуля нормальной упругости (ТКМУ), благодаря чему упругие характеристики сплава остаются практически неизменными в широком диапазоне рабочих температур. Этим свойством обусловлено и обиходное название данной группы материалов — элинвар (от лат. elasticus invariabilis — «неизменно упругий»). Сплав немагнитный, коррозионностойкий, предназначен для изготовления упругих и упругочувствительных элементов приборов и механизмов, эксплуатируемых при температуре до +250 °С.

Химический состав сплава 36НХТЮ по ГОСТ 10994-74

Химический состав сплава 36НХТЮ регламентируется ГОСТ 10994-74 «Сплавы прецизионные. Марки». Основу составляет железо (остаток, ориентировочно 43,6–48 %). Ключевые легирующие элементы — никель, хром, титан и алюминий — определяют механические и упругие свойства материала. Расшифровка марки: 36 — среднее содержание никеля (Н) в процентах; Х — хром; Т — титан; Ю — алюминий.

Элемент	C	Si	Mn	Cr	Ni	Ti	Al	S	P	Fe
Массовая доля, %	≤0,05	0,3–0,7	0,8–1,2	11,5–13,0	35–37	2,7–3,2	0,9–1,2	≤0,02	≤0,02	Основа

Роль легирующих элементов в составе 36НХТЮ

Никель (35–37 %) — основной элемент, формирующий элинварные свойства. Совместно с железом образует ферромагнитный твёрдый раствор, в котором проявляется эффект объёмной магнитострикции. Именно этот эффект компенсирует естественное снижение модуля упругости при нагреве, обеспечивая практически нулевой ТКМУ.

Хром (11,5–13 %) — стабилизирует значение ТКМУ, снижая его чувствительность к неизбежным колебаниям концентрации никеля между плавками. Кроме того, хром повышает коррозионную стойкость сплава за счёт формирования защитной оксидной плёнки на поверхности.

Титан (2,7–3,2 %) и алюминий (0,9–1,2 %) — обеспечивают дисперсионное твердение сплава. При старении из пересыщенного твёрдого раствора выделяются мелкодисперсные частицы интерметаллидных фаз типа Ni₃Ti и (FeNi)₃(TiAl), которые существенно повышают прочность и сопротивление малым пластическим деформациям (релаксационная стойкость).

Углерод (≤0,05 %) — содержание ограничено минимальным значением, поскольку образование карбидов нежелательно для стабильности упругих свойств дисперсионно-твердеющих элинваров.

Физические и механические свойства сплава 36НХТЮ

Уникальность сплава 36НХТЮ — в сочетании высоких прочностных характеристик с практически температурно-независимым модулем упругости. Ниже приведены основные физические параметры материала.

Физические свойства 36НХТЮ

Параметр	Значение
Плотность	~7900 кг/м³
Модуль нормальной упругости	186 500–196 000 МПа
Температурный коэффициент модуля упругости (ТКМУ)	(18–23)×10⁻⁶ К⁻¹
Магнитные свойства	Немагнитный
Рабочая температура	от −250 до +250 °С

Значение ТКМУ у сплава 36НХТЮ примерно в 10 раз ниже, чем у обычной углеродистой стали, и в 20 раз ниже, чем у аустенитной нержавеющей стали. Это означает, что частота колебаний пружины или мембраны из данного сплава остаётся стабильной при изменении температуры окружающей среды.

Механические свойства прутков 36НХТЮ по ГОСТ 14119-85

Механические характеристики сплава зависят от вида полуфабриката, его сечения и режима термической обработки. Ниже приведены данные для прутков после закалки и старения.

Сечение, мм	σ_В, МПа	σ_0,2, МПа	δ₁₀, %	ψ, %	KCU, кДж/м²
1–30	≥1130	≥735	—	≥22	≥390
31–60	≥1030	≥365	≥14	≥25	≥490
61–120	≥880	≥490	—	≥35	≥590

Режим термообработки: закалка в воду с 920–950 °С + старение при 650–670 °С (выдержка 2–4 ч), охлаждение на воздухе.

Механические свойства ленты 36НХТЮ по ГОСТ 14117-85

Состояние ленты	Толщина, мм	σ_В, МПа	Относительное удлинение, %
Нагартованная	0,1–2,0	950–1350	≥1–2
Мягкая (после закалки)	0,1–2,0	590–880	≥25
После закалки и старения	0,1–2,0	≥1180	≥5–6

Механические свойства проволоки 36НХТЮ по ГОСТ 14118-85

Проволока холоднотянутая нагартованная после старения при 600–670 °С (2 ч) имеет временное сопротивление σ_В ≥ 1400 МПа при относительном удлинении δ₁₀₀ ≥ 1 %. Полунагартованная проволока после старения при 630–670 °С (2 ч) — σ_В ≥ 1270–1370 МПа, δ₁₀₀ ≥ 5 %.

Коррозионная стойкость прецизионного сплава 36НХТЮ

Сплав 36НХТЮ классифицируется как коррозионностойкий. Высокое содержание хрома (11,5–13 %) обеспечивает формирование на поверхности плотной защитной оксидной плёнки (Cr₂O₃). Изделия из данного сплава сохраняют работоспособность в следующих средах:

атмосферные условия (в том числе промышленная атмосфера);
минеральные, синтетические и полусинтетические масла;
топливо;
жидкости на силиконовой основе;
водомасляные эмульсии.

Коррозионная стойкость сплава — важный фактор для элементов измерительных приборов и датчиков, которые эксплуатируются в контакте с различными рабочими средами на протяжении длительного времени без возможности замены.

Термическая обработка сплава 36НХТЮ (ЭИ702)

Сплав 36НХТЮ является дисперсионно-твердеющим: его высокие механические свойства достигаются сочетанием закалки и последующего старения. Типовые режимы термической обработки приведены ниже.

Закалка

Нагрев до 920–950 °С с охлаждением в воду. При этой температуре легирующие элементы (титан, алюминий) переходят в твёрдый раствор, формируя пересыщенный аустенит. Для заготовок по СТ ЦКБА 016-2005 выдержка составляет 1–3 мин на 1 мм наибольшего сечения. Мягкая лента по ГОСТ 14117-85 закаливается с температуры 950–970 °С.

Старение

Нагрев до 650–670 °С с выдержкой 2–4 ч и охлаждением на воздухе. В процессе старения из пересыщенного аустенита выделяются дисперсные интерметаллидные фазы (γ’-фаза), что приводит к значительному упрочнению. Для проволоки применяют режимы старения при 600–670 °С с выдержкой 2 ч.

В зависимости от требований к конечному изделию режимы могут варьироваться. Сочетание низкотемпературной термомеханической обработки (НТМО) с последующим старением даёт наибольшее упрочнение и повышенную релаксационную стойкость.

Технологические свойства сплава 36НХТЮ

Обработка давлением

Металлопрокат из 36НХТЮ хорошо деформируется в горячем состоянии при температуре от +950 до +1160 °С. Плоский прокат (лента, лист) удовлетворительно штампуется, поддаётся гибке. Мягкая лента после закалки обладает относительным удлинением не менее 25 %, что обеспечивает достаточный запас пластичности для формовки деталей сложной геометрии.

Обработка резанием

В состоянии после закалки (мягком) сплав обрабатывается резанием. После старения твёрдость значительно возрастает (HRC 32–41,5 по СТ ЦКБА 016-2005), что затрудняет механическую обработку. Поэтому формообразующие операции рекомендуется выполнять до проведения старения.

Сварка

Для сварки изделий из сплава 36НХТЮ применяется присадочная проволока Св-36НХТЮ. Режимы сварки и требования к сварным соединениям регламентируются соответствующей нормативной документацией.

Применение сплава 36НХТЮ в промышленности

Основная область применения сплава 36НХТЮ — изготовление упругих чувствительных элементов приборов и механизмов, работающих в диапазоне температур от −250 до +250 °С. Стабильность модуля упругости в этом интервале обеспечивает неизменность метрологических характеристик изделий.

Приборостроение и измерительная техника

Сплав широко применяется для изготовления элементов, где точность показаний прибора напрямую зависит от стабильности упругих характеристик материала:

мембраны датчиков давления;
анероидные коробки барометров и высотомеров;
витые и плоские пружины измерительных приборов;
камертоны;
резонаторы электромеханических фильтров;
ультразвуковые линии задержек.

Нефтегазовое и скважинное оборудование

Детали из 36НХТЮ используются в составе скважинного оборудования — датчики забойного давления, чувствительные элементы регуляторов. Коррозионная стойкость сплава в маслах, топливе и водомасляных эмульсиях обеспечивает надёжную работу в агрессивных условиях скважины.

Часовая промышленность

Элинварные сплавы исторически применялись для изготовления часовых волосковых спиралей и заводных пружин. 36НХТЮ и близкие к нему по составу марки 42НХТЮА, 44НХТЮ используются для элементов, которые должны сохранять стабильный период колебаний при изменении температуры.

Формы поставки сплава 36НХТЮ (ЭИ702)

Сплав 36НХТЮ поставляется в виде различных полуфабрикатов. Нормативная документация на основные виды продукции приведена ниже.

Вид продукции	Нормативный документ
Прутки горячекатаные, кованые и со специальной отделкой поверхности	ГОСТ 14119-85
Лента холоднокатаная	ГОСТ 14117-85
Проволока холоднотянутая	ГОСТ 14118-85
Листы	По согласованным ТУ
Поковки и штамповки (трубопроводная арматура)	СТ ЦКБА 010-2004
Сварочная проволока	По согласованным ТУ

Размерный ряд основных полуфабрикатов

Лента холоднокатаная (ГОСТ 14117-85) — толщина от 0,1 до 2,0 мм, ширина от 20 до 400 мм. Поставляется в нагартованном, полунагартованном и мягком (закалённом) состояниях.

Проволока холоднотянутая (ГОСТ 14118-85) — диаметр от 0,3 до 5,0 мм. Поставляется в нагартованном и полунагартованном состояниях.

Прутки (ГОСТ 14119-85) — сечение от 1 до 120 мм. Горячекатаные, кованые, с обточенной или шлифованной поверхностью.

Природа элинварного эффекта в сплаве 36НХТЮ

Во всех обычных металлах и сплавах модуль упругости уменьшается при нагреве из-за ослабления межатомных связей. В ферромагнитных сплавах системы Fe–Ni инварного типа наблюдается аномалия: при нагреве модуль упругости может расти или оставаться неизменным. Это явление связано с механострикцией — деформационно-зависимым изменением доменной магнитной структуры.

Чистый сплав Fe–Ni с ~36 % Ni обладает минимальным ТКМУ, однако его значение крайне чувствительно к колебаниям содержания никеля между плавками. Легирование хромом (~12 %) делает зависимость ТКМУ от состава более пологой, обеспечивая стабильные свойства в промышленном производстве. Дополнительное легирование титаном и алюминием позволяет упрочнять сплав термической обработкой без потери элинварных характеристик.

При нагреве выше точки Кюри (~100 °С для базового элинвара 36НХ) сплав теряет ферромагнитные свойства, и элинварный эффект исчезает. Именно поэтому рабочая температура 36НХТЮ ограничена значением +250 °С — при этом сплав ещё сохраняет достаточный уровень ферромагнитного взаимодействия для компенсации температурного изменения модуля упругости.

Сравнение сплава 36НХТЮ с близкими марками элинваров

Для выбора оптимальной марки при проектировании полезно знать основные отличия 36НХТЮ от родственных прецизионных сплавов с заданными свойствами упругости.

Марка	Ni, %	Cr, %	Рабочая температура, °С	Назначение
36НХТЮ	35–37	11,5–13	до +250	Упругие чувствительные элементы
36НХТЮ5М	35–37	12,5–13	до +350	Чувствительные элементы при повышенных температурах
42НХТЮ	41,5–43	5,3–5,9	до +100	Упругие чувствительные элементы
44НХТЮ	43,5–45	5–5,6	до +200	Упругие чувствительные элементы
42НХТЮА	41,5–43	5–5,6	—	Волосковые спирали часовых механизмов

Сплав 36НХТЮ занимает промежуточное положение по рабочей температуре. При необходимости эксплуатации до +350 °С применяют модификацию с молибденом — 36НХТЮ5М (ЭП51). Для работы до +400 °С ранее применялся сплав 36НХТЮ8М (ЭП52), однако с 01.01.1993 он не допускается к применению во вновь создаваемой и модернизируемой технике.

Условия хранения и транспортировки

Полуфабрикаты из 36НХТЮ хранят в закрытых сухих складских помещениях, защищённых от воздействия влаги и агрессивных паров. Несмотря на коррозионную стойкость сплава, длительное хранение в условиях повышенной влажности или контакт с хлоридсодержащими средами нежелательны. Транспортировка осуществляется с применением защитной упаковки, исключающей механическое повреждение поверхности, что особенно важно для тонкой ленты и проволоки.

Подберём замену снятым с производства маркам

SPI 126 · A1050ABES · E 79401 · 2002 · Д18 · GH4500 · PHYWELD 25-9-4 · INCONEL alloy 705 · БОФ8 · NASA-23 · 2.0570 · AZ80A · HD-50 · ПлРу-8 · PhBzh · C99300 · 2.1026

Новости