Сплав 40Н35Х8Г

Направьте запрос с указанием марки и объёма

40Н35Х8Г — прецизионный материал с температурно-стабильным модулем упругости, относящийся к классу элинваров на железоникелевой основе. В отличие от монолитных элинварных сплавов (42НХТЮ, 44НХТЮ, 36НХТЮ и др.), 40Н35Х8Г выпускается в форме камертонного биметалла — слоистой композиции из элинварного слоя (Fe–Ni–Cr, ~35% Ni, ~8% Cr) и инструментальной стали У8. Такая конструкция позволяет одновременно обеспечить малый температурный коэффициент частоты (ТКЧ) и высокую намагниченность — сочетание, недостижимое в монолитных элинварных сплавах.

Химический состав элинварного слоя 40Н35Х8Г

Химический состав регламентируется ведомственными техническими условиями ЧМТУ/ЦНИИЧМ 1507-70.

Физические свойства и класс элинвара

У всех элинваров на Fe–Ni-основе магнитострикционный эффект частично компенсирует обычное снижение упругости при нагреве. В результате температурный коэффициент модуля упругости (ТКМУ) оказывается близким к нулю. Физическая природа этой аномалии — магнитная: стабилизация сохраняется только до точки Кюри (температуры магнитного превращения), выше которой сплав теряет ферромагнитные свойства и эффект исчезает. Это принципиальное ограничение при выборе рабочего диапазона температур изделия.

40Н35Х8Г относится к деформационно-стареющим элинварам: упрочнение и регулировка ТКМУ достигаются холодной деформацией и последующим старением. Основные нормируемые при поставке параметры:

• температурный коэффициент частоты (ТКЧ) — не более 3·10⁻⁶ 1/°С;
• соотношение слоёв элинвара и стали У8 — гарантируется;
• сплав ферромагнитен.

Камертонный биметалл: устройство и принцип работы

Когда в одном изделии необходимо одновременно обеспечить малый ТКЧ и высокую намагниченность, монолитный элинварный сплав не справляется: оба свойства в достаточной мере совместить не удаётся. Решение — камертонный биметалл. Он состоит из двух прокатанных и сваренных слоёв:

• элинварный слой (сплав типа Fe–Ni–Cr) — имеет положительный ТКЧ;
• сталь У8 — имеет отрицательный ТКЧ.

При выборе соотношения толщин слоёв суммарный ТКЧ биметалла снижается до требуемого уровня. Дополнительная тонкая регулировка достигается термической обработкой и последующей шлифовкой.

В дисперсионно-твердеющих элинварах — 42НХТЮ, 44НХТЮ, 43НКТЮ и других — температурная стабильность упругих свойств обеспечивается до 100–300 °С за счёт выделения упрочняющей γ-фазы. Биметаллная конструкция 40Н35Х8Г решает задачу иначе — через соотношение слоёв с разнознаковыми ТКЧ. О монолитных элинварах на аналогичной Fe–Ni–Cr-базе см. страницу сплав 36НХТЮ (элинвар, ЭИ702).

Термическая обработка

Термообработка биметалла 40Н35Х8Г применяется для регулировки ТКЧ и повышения прочности элинварного слоя. При нагреве в диапазоне 550–850 °С значение ТКЧ смещается в сторону положительных величин — чем выше температура нормализации, тем сильнее сдвиг. Нормализация в диапазоне 700–750 °С с последующим искусственным старением позволяет достичь требуемого сочетания прочности и ТКЧ. Шлифовка после термообработки используется как способ скорректировать соотношение толщин слоёв и дополнительно снизить ТКЧ готового биметалла.

Аналоги

В той же группе элинваров с температурно-стабильным модулем упругости — сплавы 36НХ11 и 75Н34Х8ГЗ. Перечисленные марки входят в одну функциональную группу и применяются как элинварные компоненты аналогичного назначения. Подробнее о прецизионных сплавах — на странице прецизионный сплав 64Н.

Применение в приборостроении

Биметалл 40Н35Х8Г применяется там, где требуется одновременно температурная стабильность резонансной частоты и необходимый уровень намагниченности — прежде всего в электромеханических камертонных устройствах и точном приборостроении:

• камертоны и камертонные резонаторы;
• волоски и спирали часовых механизмов;
• упругие чувствительные элементы контрольно-измерительных приборов;
• пружины точных приборов;
• мембраны и трубки Бурдона в датчиках давления;
• регуляторы скорости.

Формы поставки

Камертонный биметалл 40Н35Х8Г поставляется в виде горячекатаных листов толщиной 6–9 мм. При поставке гарантируются значение ТКЧ (не более 3·10⁻⁶ 1/°С) и соотношение слоёв биметалла. Нормативный документ — ЧМТУ/ЦНИИЧМ 1507-70.