INVAR

1. Coeficient d'expansió tèrmica extremadament baix (avantatge bàsic): dins del rang de temperatura de -100 graus a +200 graus, el coeficient d'expansió lineal mitjà és inferior o igual a 1,8 × 10⁻⁶ / grau, significativament inferior a l'acer al carboni normal i l'acer inoxidable, en expansió propera a l'acer inoxidable.
2. Excel·lent estabilitat dimensional: després del tractament d'estabilització, els canvis dimensionals durant el servei-a llarg termini són mínims, el que el fa adequat per a instruments de precisió i estàndards metrològics.
3. Bona ductilitat i treballabilitat: En estat recuit, l'allargament és del 30-40%, permetent diverses operacions de conformació com ara laminació en fred, estirat en fred, estampació i mecanitzat.
4. Rendiment superior a baixa -temperatura: a -196 graus (temperatura del nitrogen líquid), no hi ha transició dúctil-a fràgil, mantenint una bona resistència i duresa; és un material bàsic per a l'emmagatzematge i el transport de GNL.
5. Bona soldabilitat: Es pot unir mitjançant mètodes com ara la soldadura TIG, la soldadura per resistència i la soldadura per feix d'electrons. El recuit d'alleujament-d'estrès després de la soldadura pot restaurar les propietats de baixa-expansió.
6. Compleix amb múltiples estàndards internacionals: ASTM B753 / ASTM F1684, UNS K93600, GB/T 15018 (4J36), etc.

A:

Les característiques de baixa expansió d'INVAR sorgeixen de l'efecte Invar, un fenomen físic causat pel ferromagnetisme:
1. Equilibri entre la magnetostricció i les vibracions tèrmiques de gelosia: per sota de la temperatura de Curie (aproximadament 230 graus), INVAR es troba en estat ferromagnètic. A mesura que augmenta la temperatura, la magnetització disminueix, donant lloc a l'efecte de "magnetostricció"-la magnetització espontània dels ferroimants tendeix a provocar l'expansió del volum. Mentrestant, les vibracions tèrmiques atòmiques també donen lloc a una expansió tèrmica normal de la gelosia.
2. Cancel·lació mútua d'efectes positius i negatius: aquests dos efectes s'anul·len mútuament a INVAR-quan augmenta la temperatura, les vibracions tèrmiques atòmiques expandeixen la xarxa, però la disminució de l'ordre magnètic provoca una contracció de la magnetostricció que equilibra precisament aquesta expansió. En conseqüència, l'aliatge presenta un coeficient d'expansió tèrmica extremadament baix en un ampli rang de temperatures de -100 graus a +200 graus.
3. Falla per sobre del punt de Curie: quan la temperatura supera el punt de Curie, l'aliatge passa del ferromagnetisme al paramagnetisme, perdent el seu magnetisme i tornant al comportament normal d'expansió positiva. Aleshores, el coeficient d'expansió tèrmica salta a aproximadament 12 × 10⁻⁶ / grau, comparable al de l'acer normal.

El tractament tèrmic d'INVAR té un impacte decisiu en l'estabilitat microestructural final i la precisió dimensional:
1. Recuit (alleujament de l'estrès, homogeneïtzació): escalfar a 815-830 graus (1525 graus F), mantenir durant 0,5 hores per polzada de gruix, refredar el forn a una velocitat inferior o igual a 200 graus F per hora i refredar l'aire després de refredar-se per sota de 600 graus F.
2. Tractament d'estabilització (recomanat per a peces d'alta-precisió): mantingueu a 300-400 graus durant 10-20 hores, després refredeu-vos lentament a temperatura ambient per eliminar les tensions residuals, estabilitzar l'estructura austenítica i minimitzar la deriva dimensional durant l'ús posterior.
3. Tractament d'alleujament de l'estrès (després del mecanitzat): mantingueu-lo a 200-300 graus durant 1-2 hores, després refredeu-lo a l'aire per evitar la deformació causada per les tensions de mecanitzat.
Nota: INVAR és molt sensible a la velocitat de refredament durant el tractament tèrmic. El refredament ràpid pot provocar una sobresaturació d'austenita, donant lloc a una transformació de la fase de precipitació durant l'ús posterior i provocant canvis en el coeficient d'expansió tèrmica. Per tant, tots els tractaments tèrmics s'han de realitzar mitjançant un mètode de refredament lent.

Temperatura de treball efectiva (amb un rendiment estable de baixa expansió):
Es recomana ser inferior o igual a 200 graus, on es pot mantenir un coeficient d'expansió tèrmica extremadament baix i una excel·lent estabilitat dimensional. El rang de temperatura òptim per al seu ús és de -100 graus a +100 graus .
Rendiment a baixa-temperatura:
INVAR manté una bona resistència i tenacitat a -196 graus (temperatura del nitrogen líquid) sense transició dúctil-a fràgil, el que el converteix en un material ideal per a l'emmagatzematge i transport de GNL (-162 graus).
Limitació de-temperatura alta:
Quan la temperatura supera els 230 graus (punt de Curie), l'aliatge passa de ferromagnètic a paramagnètic, perdent les seves propietats de baixa-expansió. El coeficient d'expansió tèrmica augmenta bruscament fins a aproximadament 12 × 10⁻⁶ / grau, comparable al de l'acer normal. Per tant, INVAR no és adequat per a entorns d'alta-temperatura superior a 230 graus .
Efectes del cicle de temperatura:
Qualsevol cicle tèrmic que superi el punt de Curie alterarà permanentment les seves propietats de baixa -expansió, ja que l'estructura magnètica no pot recuperar completament el seu estat original en refredar-se.

INVAR té bones propietats de soldadura, però cal tenir en compte els punts següents:
1. Mètodes de soldadura recomanats: soldadura TIG (soldadura amb gas inert de tungstè), soldadura per resistència i soldadura per feix d'electrons.
2. Preparació pre-de la soldadura: l'àrea de soldadura s'ha de netejar estrictament per eliminar l'oli, la cal i la humitat.
3. Gas protector: s'ha d'utilitzar gas argó d'alta-puresa per a la soldadura i la protecció de la part posterior per evitar l'oxidació a-alta temperatura.
4. Tractament post-soldadura: es recomana dur a terme un recuit-d'alleujament de tensió (aproximadament 600-650 graus F) després de la soldadura per eliminar el creixement del gra o les fases precipitades que es puguin produir a la zona afectada per la calor, evitant canvis en els coeficients d'expansió locals.
5. Metall de farciment: es recomana utilitzar filferro de farciment INVAR del mateix material per garantir que el rendiment de baixa expansió de la costura de soldadura coincideixi amb el del material base.
6. Precaucions clau: INVAR té una conductivitat tèrmica baixa (aproximadament 10 W/(m·K)), per la qual cosa s'ha de controlar la velocitat d'escalfament durant la soldadura per evitar la concentració d'estrès tèrmic.

La substitució parcial és possible, però s'ha d'avaluar en funció dels intervals de temperatura específics i dels requisits de precisió:
Avantatges d'INVAR:
1. Té un coeficient d'expansió tèrmica extremadament baix (menor o igual a 1,8 × 10⁻⁶ / grau) dins del rang de -100 graus a +200 graus, el que el converteix en un aliatge clàssic de baixa expansió amb l'aplicació més àmplia i la tecnologia més madura.
2. Exhibeix una bona treballabilitat i soldabilitat, la qual cosa li permet conformar-se en diverses formes.
3. Posseeix excel·lents propietats a baixa-temperatura i és un material bàsic per a l'emmagatzematge i el transport de GNL.
Limitacions d'INVAR:
Inadequate high-temperature (>Rendiment de 230 graus:
El coeficient d'expansió tèrmica augmenta bruscament per sobre del punt de Curie, cosa que el fa inadequat per a entorns d'-alta temperatura. Per a aplicacions entre 200 i 400 graus, considereu 4J32 (amb aproximadament un 32% de contingut de níquel, que ofereix un coeficient d'expansió tèrmica més estable en un rang de temperatures més baix) o 4J40.
Resistència general a la corrosió:
És propens a la corrosió en ambients que contenen nissaga salina o sofre-i requereix protecció superficial. Per a aplicacions amb requisits elevats de resistència a la corrosió, es pot considerar Stainless Invar (Stainless Invar, 54Co-9Cr-Fe).
Deriva dimensional-a llarg termini:
Es poden produir lleus canvis dimensionals quan s'emmagatzema a temperatura ambient durant un període llarg. El tractament d'estabilització és necessari per a aplicacions d'alta-precisió.
Recomanacions de selecció de material:
Si us plau, proporcioneu condicions de funcionament detallades (interval de temperatura, requisits de precisió, entorn mitjà, vida útil) per a la selecció de material específic. Podem ajudar-vos amb l'anàlisi comparativa tècnica i econòmica per ajudar-vos a triar l'opció òptima entre INVAR i altres graus d'aliatge de baixa-expansió.
Per obtenir pressupostos sobre especificacions específiques, informes de proves de materials o fulls de paràmetres tècnics, poseu-vos en contacte amb els nostres enginyers de vendes. Admetem la personalització de dimensions, condicions de tractament tèrmic i tractaments superficials segons sigui necessari, i proporcionem un conjunt complet de documents certificats internacionalment.