Биметаллический лист

По условиям работы часто требуется, чтобы узлы приборов соединялись металлическими пластинами с разными физическими свойствами, например, коэффициентом линейного расширения или теплопроводностью. Такие детали изготавливают из биметаллических листов.

Нормативные документы и классификация

Стандарты на листы из биметаллов:

• ГОСТ 10885-85, содержащий технические требования к двухслойным коррозионно-стойким сталям, получаемым горячей пакетной прокаткой;
• ГОСТ Р 54664-2011 относится к холодно- и горячедеформированным биметаллам, объединённых в 6 групп: стали с плакирующим слоем, а также медь, алюминий, никель и их сплавы. Указанная номенклатура соответствует группе БМ1. В остальные группы включают, кроме упомянутых ранее, силумин и титан (БМ2), свинец и олово (БМ5), а также лом и отходы прочих цветных металлов.
• ГОСТ Р 54664-2011 применяют для оценки биметаллического лома.

По ГОСТ 10885-85 приняты два классификационных признака – толщина слоя (нормальная, повышенная) и коэффициент сплошности сцепления смежных слоёв (определяется классами от 1 до 4). Оба признака оговариваются при заказе продукции.

Размерный ассортимент проката:

• По толщине – от 4 до 60 мм (возможны индивидуальные заказы на лист большей толщины);
• По глубине структурно изменённого слоя – не менее 5,9 мм;
• По ширине – от 1200 до 2800 мм.

Точность готового профиля – нормальная и повышенная, диапазон длин – от 4000 до 9400 мм.

Стандарт оговаривает возможные и недопустимые (по качеству плакирующего слоя) сочетания марок стали, используемой для прокатки биметаллической продукции.

Физико-механические характеристики

Для плакированных листов из коррозионно-стойких сталей показатели должны отвечать нормам, указанным в таблице:

Физико-механические показатели для плакирующего слоя цветных металлов и сплавов соответствует значениям, приведенным в стандартах на эти сплавы.

Механизм действия

Устройства, содержащие детали/узлы из биметалла, превращают энергию тепла в механическое перемещение элементов. Они используют различия в коэффициентах термического расширения металлов и сплавов, имеющих разную температуру. Деталь изготавливается из двух скреплённых металлов с различными физическими показателями. При нагреве полосы один из компонентов изменяет свои эксплуатационные характеристики интенсивнее, вследствие чего элемент деформируется. Далее такая деформация используется для управления/контроля работы электрических схем, либо передвижения регистрирующего устройства в иное положение, отвечающее первоначально заданным значениям.

Чаще в качестве биметаллов используют комбинации «сталь-латунь», либо «сталь-медь». С целью снижения габаритных размеров прибора конфигурация элементов листового биметалла напоминает пружины, которые с изменением температуры растягиваются или сжимаются.

Применение

Биметаллическая пара действует так:

• При повышении температуры один из элементов расширяется в сторону металла с более низким значением температурного коэффициента;
• Когда температура снижается, деталь расширяется в сторону металла с более высоким значением температурного коэффициента.

Преимущества биметаллической продукции:

1. Простота регулирования: для описанных изменений не требуется подключение внешнего источника энергии.
2. Устройства, в состав которых входят биметаллические системы, компактны и надёжны.
3. Погрешность срабатывания ± 2-5 % от паспортных значений.

Купить биметаллические листы можно, если рабочая температура приборов не превышает +4000 °C. Чем выше температура эксплуатации, тем ниже точность. Применение биметаллических листов: обогреватели, вентиляторы, тепловые двигатели, исполнительные элементы контрольно-измерительных систем и т.п.