Залізонікелеві сплави

Для виготовлення деяких вузлів кріогенних установок, розміри яких не повинні змінюватися зі зміною температури, використовують високолеговані інвар – сплави з нікелем. Сплав з 36% Ni має коефіцієнт лінійного розширення при температурах 50 – 100 К в 10 – 20 разів менше, ніж для нікелевих і хромонікелевих сталей, а також алюмінієвих сплавів.

З інвар виготовляють жорстко закріпленими трубопроводи складної просторової форми, що працюють при температурах до 20 К (наприклад, трубопроводи рідинних ракетних двигунів), деякі елементи арматури, які за умовами роботи повинні мати мінімальні зміни розмірів при зміні температури. Мале значення коефіцієнта лінійного розширення матеріалу дозволяє зменшити напруження в трубопроводах і запобігти можливості їх руйнування. Відпадає необхідність установки сильфонних вузлів для компенсації деформацій, що спрощує конструкцію і робить її більш надійною. Інвар має низьку теплопровідність, майже вдвічі меншу, ніж у аустенітних сталей, що особливо важливо при використанні його в вузлах, де необхідно зменшити притоки теплоти.

Міцність инвара невисокі: межа плинності становить близько 240 МПа, тимчасовий опір 420 МПа. При охолодженні до 20 К o0,2 зростає в 3 рази, а oв – в 2 рази. Модуль пружності сплаву нижче, ніж для сталі: при 293К Е = 145 ГПа. За циклічної міцності інвар близький до корозійностійкої сталі 12Х18Н10Т. Хоча ударна в’язкість і зменшується з пониженням температури, однак сплав зберігає її високі значення і руйнується в’язко аж до 4 К.

Недоліком железонікелевих сплавів є їх висока вартість, що перевищує вартість сталей типу 12Х18Н10Т в 5 – 10 разів.

Посилання на основну публікацію