Прецизионные сплавы с заданными характеристиками ТКРЛ

Прецизионные сплавы с заданными ТКЛР

Прецезионными называют сплавы, у которых точно заданы состав и определенные физико-механические характеристики – ковкость, проводимость, упругость, магнитная проницаемость, реакция на температурные перепады.

Для многих технических целей важны показатели расширения материалов при повышении температуры, сокращенно ТКЛР. Сплавы с точными характеристиками термического расширения производятся в металлургии по строго регламентированным ТУ и ГОСТам. Их выпускают в виде проволоки, прутков, листов, полос.

Особенности материалов с фиксированными ТКЛР

Сплавы, у которых задан точный ТКЛР, отличаются специфическими термомеханическими свойствами. Чтобы эти свойства в полной мере проявлялись в металлоизделии, предъявляются высокие требования к степени очистки и дефектам поверхности. Необходимое качество обеспечивает сложная технология производства с применением вакуумных и водородных печей.

Сплавы с точными характеристиками ТКЛР пластичные и достаточно прочны. Среди них выделяют ферромагнитные, которые могут использоваться при нагреве не больше +600°C, и немагнитные – сохраняют заданные свойства при нагреве до 900°C. У немагнитных требуемые качества обеспечивают тугоплавкие добавки вольфрама, циркония, молибдена.

Виды сплавов с точными характеристиками ТКЛР

Эти материалы классифицируют по значениям ТКЛР и магнитным свойствам. Среди ферромагнетиков преобладает минимальный ТКЛР, есть низкий и средний, но совсем нет высокого. Из парамагнитных сплавов большая часть со средним или высоким ТКЛР.

Ферромагнитные сплавы с низким температурным расширением в основном железо-никелевые и железо-никель-кобальтовые. К ним относится инвар – сплав железа и никеля 64%:36%, а также ковар, железо-никель-кобальт 54%:29%:17%. У ковара ТКЛР такой же, как у керамики и стекла.

У парамагнитных со средним значением ТКЛР основа никель-вольфрамовая, никель-молибденовая. Сюда же относится хромель, хромово-никелевый, а также копель, медно-никелевый и алюмель – никеле-алюминий-марганцевый сплав. Высокое ТКЛР обеспечивают марганец-палладиевые, марганец-никель-медные, железо-никель-хромовые сплавы, они в большинстве случаев подвергаются комплексному легированию. 

Где применяют точно расширяющиеся сплавы

При низком значении ТКЛР у прецизионных сплавов с очень их применяют в охладительной и измерительной технике, микроэлектронике, геодезии, нефтегазовой отрасли, радиотехнике. Малая степень расширения материала при нагреве и сжатия в ходе охлаждения нужна для труб перекачивания сжиженных газов, в газовых лазерах. Максимально низкий ТКЛР требуется в мерных эталонах, высокоточных инструментах.

В устройствах, где металлические части соседствуют с неметаллическими типа стекла или слюды, разница в ТКРЛ в соседствующих материалах требуется минимальная. Иначе образуются трещины, и важные элементы перестают работать. Эта проблема может решиться только за счет прецезионных металлических материалов, у которых ТКРЛ как у неметаллических.

Сплавы с фиксированными показателями ТКЛР используются в производстве термобиметаллических материалов. В них есть неактивный компонент – сплав с малым расширением. А также активный компонент, у которого этот показатель очень высокий. Такие термопары входят в структуру автоматических устройств и терморегуляторов. Из них получают узлы, чувствительные к температурным изменениям.