К металлам, используемым для изготовления вакуумных установок, предъявляется ряд дополнительных требований, связанных с их физическими и химическими свойствами. Очевидно, что оболочка установки должна обладать механической прочностью, достаточной для противодействия атмосферному давлению, так что металлы, требующие для этого чрезмерно толстых стенок, вряд ли могут быть использованы. Кроме того, металлы должны сохранять свою прочность при многократных циклах нагрева до температур обезгаживания вакуумной установки.

Дополнительные ограничения на выбор металлов накладывает необходимость изготовления вакуумной оболочки соответствующей формы и обеспечение вакуумно-плотных паяных или сварных соединений. Другой важной характеристикой металлов является их химическая стойкость. Если при нагревании металл взаимодействует с воздухом, то возникает окалина и уменьшается прочность. По этой причине не рекомендуется использовать медь, окисление которой при повышенной температуре вызывает образование легко отслаивающейся окалины.

Как уже отмечалось, коррозия обычных сталей приводит к увеличению проникновения водорода, что делает непригодными стали этого типа для сверхвысоковакуумных систем. И наконец, весьма часто требуется немагнитная вакуумная оболочка.

С учетом всех этих требований в настоящее время предпочтение отдается нержавеющей стали как наиболее подходящему материалу для установок сверхвысокого вакуума. Такие стали достаточно дешевы и весьма широко применяются в технике. Термин «нержавеющая сталь» здесь используется для обозначения любых коррозионностойких сталей. Обычно к ним относятся низкоуглеродистые стали, содержащие от 10 до 25% хрома.

Эти стали подразделяются на два основных класса: хромистые и хромоникелевые. Введение никеля в сталь приводит ее в аустенитное состояние (в США это стали типа AISI 300). Большой интерес представляют собой хромоникелевые стали, содержащие 18% хрома и 8% никеля (нержавеющие стали типа 18/8). Эти стали можно считать немагнитными, поскольку их магнитная проницаемость меньше 1,02. Они обладают высокой коррозионной стойкостью при температурах вплоть до 8000C и не твердеют при горячей обработке.

Кроме того, хромоникелевые стали приобретают высокие механические характеристики при соответствующей обработке и сохраняют эти свойства при повышенных температурах. Для того чтобы эти стали можно было сваривать аргонодуговой сваркой, их стабилизуют1' введением небольших количеств титана или ниобия; кроме того, используют специальные аустенитные стали с низким содержанием углерода. В табл. 2.5 представлены составы (в %) различных нержавеющих сталей, широко используемых в Великобритании и США. Нержавеющие стали марок EN58B, EN59E, EN58E и их аналоги являются наиболее подходящими для большинства систем сверхвысокого вакуума. Сталь последней марки является наиболее доступной и дешевой, однако имеет большую магнитную проницаемость, что ограничивает ее применение.