INVAR

1. Ekstremno nizak koeficijent termičke ekspanzije (prednost jezgre): U temperaturnom opsegu od -100 stepeni do +200 stepeni, prosječni koeficijent linearne ekspanzije je manji od ili jednak 1,8 × 10⁻⁶ / stepen, značajno niži od običnog ugljičnog čelika i nehrđajućeg čelika, omogućavajući širenje blizu nule.
2. Odlična dimenzionalna stabilnost: Nakon stabilizacijskog tretmana, promjene dimenzija tokom dugotrajnog-služivanja su minimalne, što ga čini pogodnim za precizne instrumente i metrološke standarde.
3. Dobra duktilnost i obradivost: U žarenom stanju, izduženje je 30-40%, što omogućava različite operacije oblikovanja kao što su hladno valjanje, hladno izvlačenje, štancanje i obrada.
4. Superiorne performanse na niskim-temperaturama: Na -196 stepeni (temperatura tečnog azota), nema duktilnog-prelaza na krto, održavajući dobru čvrstoću i žilavost; to je osnovni materijal za skladištenje i transport LNG-a.
5. Dobra zavarljivost: Može se spojiti metodama kao što su TIG zavarivanje, otporno zavarivanje i zavarivanje elektronskim snopom. Žarenje-za ublažavanje naprezanja nakon zavarivanja može povratiti svojstva niske-ekspanzije.
6. U skladu sa više međunarodnih standarda: ASTM B753 / ASTM F1684, UNS K93600, GB/T 15018 (4J36), itd.

A:

Karakteristike niske ekspanzije INVAR-a proizlaze iz Invar efekta, fizičkog fenomena uzrokovanog feromagnetizmom:
1. Ravnoteža između magnetostrikcije i toplotnih vibracija rešetke: Ispod Curie temperature (približno 230 stepeni), INVAR je u feromagnetnom stanju. Kako temperatura raste, magnetizacija se smanjuje, što dovodi do efekta 'magnetostrikcije'-spontana magnetizacija u feromagnetima ima tendenciju da izazove proširenje volumena. U međuvremenu, atomske termalne vibracije također rezultiraju normalnim toplinskim širenjem rešetke.
2. Međusobno poništavanje pozitivnih i negativnih efekata: ova dva efekta se tačno poništavaju u INVAR-kada temperatura raste, atomske termalne vibracije šire rešetku, ali smanjenje magnetskog reda dovodi do kontrakcije od magnetostrikcije koja precizno balansira ovo širenje. Shodno tome, legura pokazuje izuzetno nizak koeficijent termičke ekspanzije u širokom temperaturnom rasponu od -100 stepeni do +200 stepeni.
3. Kvar iznad Kirijeve tačke: Kada temperatura pređe Kirijevu tačku, legura prelazi iz feromagnetizma u paramagnetizam, gubi svoj magnetizam i vraća se na normalno pozitivno ponašanje ekspanzije. Koeficijent termičke ekspanzije tada skače na približno 12 × 10⁻⁶ / stepen, što je uporedivo sa onim kod običnog čelika.

Termička obrada INVAR-a ima odlučujući utjecaj na konačnu mikrostrukturnu stabilnost i točnost dimenzija:
1. Žarenje (oslobađanje od stresa, homogenizacija): Zagrijati na 815-830 stepeni (1525 stepeni F), držati 0,5 sati po inču debljine, peći ohladiti brzinom manjom ili jednakom 200 stepeni F na sat i ohladiti na vazduhu nakon hlađenja ispod 600 stepeni F.
2. Stabilizacijski tretman (preporučuje se za visoko-precizne dijelove): Držati na 300-400 stepeni 10-20 sati, a zatim polako ohladiti na sobnu temperaturu kako bi se eliminisala zaostala naprezanja, stabilizirala austenitna struktura i minimiziralo dimenzionalno odstupanje tokom naknadne upotrebe.
3. Tretman za ublažavanje naprezanja (nakon obrade): Držite na 200-300 stepeni 1-2 sata, a zatim ohladite na zraku kako biste spriječili deformaciju uzrokovanu naprezanjima strojne obrade.
Napomena: INVAR je veoma osetljiv na brzinu hlađenja tokom termičke obrade. Brzo hlađenje može dovesti do prezasićenja austenita, što rezultira transformacijom faze precipitacije tokom naknadne upotrebe i uzrokuje promjene u koeficijentu toplinskog širenja. Stoga se svi toplinski tretmani moraju izvoditi metodom sporog hlađenja.

Efektivna radna temperatura (sa stabilnim niskim performansama ekspanzije):
Preporučuje se da bude manji ili jednak 200 stepeni, gde može da održi izuzetno nizak koeficijent toplotnog širenja i odličnu dimenzionu stabilnost. Optimalni temperaturni opseg za upotrebu je od -100 stepeni do +100 stepeni.
Nisko{0}}performanse pri niskim temperaturama:
INVAR održava dobru čvrstoću i žilavost na -196 stepeni (temperatura tečnog azota) bez duktilnog-prelaska na krhko, što ga čini idealnim materijalom za skladištenje i transport LNG-a (-162 stepena).
Visoko{0}}ograničenje temperature:
Kada temperatura pređe 230 stepeni (Curie tačka), legura prelazi iz feromagnetne u paramagnetnu, gubeći svoja svojstva niske-ekspanzije. Koeficijent toplinske ekspanzije naglo se povećava na približno 12 × 10⁻⁶ / stepen, uporediv sa onim kod običnog čelika. Stoga INVAR nije pogodan za okruženja sa visokim{6}}temperaturama iznad 230 stepeni.
Efekti temperaturnog ciklusa:
Svaki termalni ciklus koji premašuje Curie tačku će trajno promijeniti njegove niske-osobine ekspanzije, jer se magnetna struktura ne može u potpunosti vratiti u prvobitno stanje nakon hlađenja.

INVAR ima dobra svojstva zavarivanja, ali treba napomenuti sljedeće:
1. Preporučene metode zavarivanja: TIG (zavarivanje inertnim gasom od volframa), otporno zavarivanje i zavarivanje elektronskim snopom.
2. Prije-priprema za zavarivanje: Područje zavarivanja mora biti strogo očišćeno kako bi se uklonilo ulje, kamenac i vlaga.
3. Zaštitni plin: Gas argon visoke{1}}čistoće treba koristiti za zavarivanje i zaštitu stražnje strane kako bi se spriječila oksidacija pri visokim{2}}temperaturama.
4. Obrada nakon-zavarivanja: Preporučuje se da se nakon zavarivanja izvrši-žarenje za ublažavanje naprezanja (otprilike 600-650 stepeni F) kako bi se eliminirao rast zrna ili precipitirane faze koje se mogu pojaviti u zoni zahvaćene toplinom, izbjegavajući promjene u lokalnim koeficijentima ekspanzije.
5. Dodatni metal: Preporučljivo je koristiti INVAR žicu za punjenje od istog materijala kako bi se osiguralo da nisko rastezanje zavarenog šava odgovara onom osnovnog materijala.
6. Ključne mjere opreza: INVAR ima nisku toplotnu provodljivost (otprilike 10 W/(m·K)), tako da se brzina zagrijavanja mora kontrolirati tokom zavarivanja kako bi se izbjegla koncentracija termičkog naprezanja.

Djelomična zamjena je moguća, ali je potrebno procijeniti na osnovu specifičnih temperaturnih raspona i zahtjeva za preciznošću:
Prednosti INVAR-a:
1. Ima izuzetno nizak koeficijent termičkog širenja (manji ili jednak 1,8 × 10⁻⁶ / stepen) u rasponu od -100 stepeni do +200 stepena, što ga čini klasičnom legurom niske ekspanzije sa najširom primjenom i najzrelijom tehnologijom.
2. Pokazuje dobru obradivost i zavarljivost, omogućavajući mu da se oblikuje u različite oblike.
3. Posjeduje odlične karakteristike niske{1}}temperature i osnovni je materijal za skladištenje i transport LNG-a.
Ograničenja INVAR-a:
Inadequate high-temperature (>230 stepeni) performanse:
Koeficijent termičke ekspanzije naglo raste iznad Curie tačke, što ga čini neprikladnim za okruženja sa visokim{0}}temperaturama. Za aplikacije između 200-400 stepeni, razmotrite 4J32 (sa približno 32% sadržaja nikla, koji nudi stabilniji koeficijent termičke ekspanzije na nižem temperaturnom opsegu) ili 4J40.
Opća otpornost na koroziju:
Sklon je koroziji u slanom spreju ili okruženjima koja-sadrže sumpor i zahtijeva površinsku zaštitu. Za primjene sa visokim zahtjevima otpornosti na koroziju, može se uzeti u obzir nerđajući invar (Stainless Invar, 54Co-9Cr-Fe).
Dugoročno{0}}odstupanje dimenzija:
Mogu se javiti male promjene u dimenzijama kada se čuvaju na sobnoj temperaturi tokom dužeg perioda. Stabilizacijski tretman je neophodan za-aplikacije visoke preciznosti.
Preporuke za odabir materijala:
Molimo da navedete detaljne uslove rada (opseg temperature, zahtjevi za preciznošću, srednje okruženje, vijek trajanja) za odabir specifičnog materijala. Možemo vam pomoći u tehničkoj i ekonomskoj analizi poređenja kako bismo vam pomogli da napravite optimalan izbor između INVAR-a i drugih legure niske{1}}razvijenosti.
Za ponude za specifične specifikacije, izvještaje o ispitivanju materijala ili listove tehničkih parametara, molimo kontaktirajte naše prodajne inženjere. Podržavamo prilagođavanje dimenzija, uslova termičke obrade i površinske obrade prema potrebi, i pružamo kompletan set međunarodno sertifikovanih dokumenata.