Скобло Тамара Семеновна

Харьковский национальный технический университет
сельского хозяйства имени Петра Василенка

Деформационно-термическая обработка
дисперсионно-твердеющих сплавов системы Fe–Ni–Cr

В настоящее время в электронной, электро- и радиотехнической промышленности широко используются дисперсионно-твердеющие ферромагнитные элинварные сплавы системы Fe–Ni–Cr, характеризующиеся малыми значениями температурного коэффициента модуля упругости и температурного коэффициента частоты резонансных колебаний и отличающиеся от деформационно-твердеющих сплавов лучшими технологическими свойствами [1]. Наиболее перспективными сплавами этого класса являются элинвары 44НХМТ и 46НХВИТЮ, используемые для изготовления упругих элементов в аппаратуре средств мало- и многоканальной связи. Аппаратура средств мало- и многоканальной связи должна соответствовать жестким эксплуатационным требованиям. Основными требованиями являются стабильность обеспечения близких к нулевым значениям температурного коэффициента частоты (в пределах
±3´10^–6°С^–1) при высокой добротности более 25 000 ед. в широком эксплуатационном диапазоне температур –60…+85ºС. Эти требования обеспечиваются материалом упругого элемента, т.е. особыми физическими свойствами элинваров 44НХМТ и 46НХВИТЮ.

Серийные прутки и проволока из указанных элинваров, производимые металлургической промышленностью, не обладают требуемым уровнем добротности и температурного коэффициента частоты. Однако, как известно, необходимый уровень особых физических свойств в таких сплавах формируется в процессе дисперсионного твердения при деформационно-термической обработке [2]. Следовательно, подбор режимов деформационно-термической обработки элинваров позволит обеспечить требуемое сочетание минимальных значений температурного коэффициента частоты (ТКЧ) при высокой добротности в широком интервале температур. Поэтому важной задачей является исследование влияния деформационно-термической обработки на добротность и ТКЧ сплавов 44НХМТ и 46НХВИТЮ и определение ее режимов, обеспечивающих необходимое сочетание указанных свойств.

Для экспериментальных исследований были отобраны образцы проволоки из промышленных плавок сплавов 44НХМТ и 46НХВИТЮ, фактическое содержание основных легирующих элементов которых находилось в пределах марочного состава.

Образцы проволоки подвергали деформационно-термической обработке по схеме: закалка от 1050ºС → холодная деформация (60%) → старение в интервале температур 500- 700ºС. Холодная деформация в данной схеме использовалась:

1) для получения прутков малого сечения;

2) измельчения зерна;

3) интенсификации процессов старения и формирования состаренного состояния при более низких температурах старения.

Старение проводили в вакуумной печи ОКБ-704 в интервале температур 500 – 800ºС через каждые 50ºС.

Добротность и ТКЧ определяли по методике, приведенной в [3].

По результатам экспериментальных исследований были получены зависимости добротности и ТКЧ сплавов 44НХМТ и 46НХВИТЮ от температуры старения (рис.1 и 2). Полученные данные позволили определить оптимальный режим деформационно-термической обработки, обеспечивающий требуемое сочетание минимальных значений ТКЧ в пределах ±3´10^–6°С^–1 при высокой добротности более 25 000 ед. в широком эксплуатационном интервале температур:

для сплава 44НХМТ – старение при 570ºС в течение 2 часов;

для сплава 46НХВИТЮ – старение при 650ºС в течение 1,5 часа.

1 – ТКЧ в интервале температур +5…+55 °С; 2 – ТКЧ в интервале температур +25…+85 °С; 3 – ТКЧ в интервале температур –60…+25°С; 4 – добротность.
Рисунок 1 – Зависимость ТКЧ и добротности образцов проволоки из сплава 44НХМТ	Рисунок 2 – Зависимость ТКЧ и добротности образцов проволоки из сплава 46НХВИТЮ

Однако обращает на себя внимание тот факт, что оптимальный температурный интервал старения сплава 44НХМТ очень узок (±5ºС), что вызывает технологические трудности проведения термической обработки. Что касается сплава 46НХВИТЮ, то из рис. 1 очевидно, что этот сплав обладает более высокими термоупругими свойствами по сравнению со сплавом 44НХМТ. Кроме того, необходимо отметить, что подобрать оптимальный режим деформационно-термической обработки, обеспечивающий необходимое сочетание ТКЧ и добротности, удалось не для всех образцов (для 30% образцов проволоки из сплава 44НХМТ и около 20% из сплава 46НХВИТЮ). Это объясняется чувствительностью ТКЧ к колебаниям химического состава. [4]

В связи с этим для возможности прогнозирования и управления термоуругими свойствами сплавов 44НХМТ и 46НХВИТЮ необходимы дальнейшие экспериментальные исследования влияния основных легирующих элементов на добротность и ТКЧ, а также определение закономерностей структурных превращений в данных сплавах в процессе деформационно-термической обработки.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1. Материалы в приборостроении и автоматике. Справочник /
Ю.М. Пятин [и др.]; под ред. Ю.М. Пятина. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение. – 1982. – 528 с., ил.

2. Рыбаков Ю.Я. Влияние температуры отпуска на термоупругие коэффициенты элинварных сплавов / Ю.Я. Рыбаков, А.В. Селезнёв,
Е.Б. Грановский // Электронная техника. Сер. Материалы. – 1981. – Вып. 5. – С.59–64.

3. Измерения в электронике. Справочник / В.А. Кузнецов [и др.]; под ред. В.А. Кузнецова. – М.: Энергоатомиздат. – 1987. – 512 с., ил.

4. Рахштадт. А.Г. Пружинные стали и сплавы / А.Г. Рахштадт. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1982. – 400 с.