ИНВАР

ИНВАР

ИНВАР (4J36 / UNS K93600) — это прецизионный сплав с низким-расширением на основе железа-никеля-с номинальным составом 64 % Fe - 36 % Ni. Это наиболее представительная марка сплава с низким-расширением в семействе прецизионных сплавов. Открытый французским физиком Шарлем Эдуардом Гийомом в 1896 году, за эту работу он был удостоен Нобелевской премии по физике 1920 года. Название «ИНВАР» происходит от слова «Инвариант» (неизменный), что напрямую отражает его уникальную характеристику минимального изменения размеров при изменении температуры. ИНВАР демонстрирует чрезвычайно низкий коэффициент теплового расширения (менее или равен 1,8 × 10⁻⁶/градус) в широком диапазоне температур от -100 до 200 градусов, что примерно 1/10 от коэффициента термического расширения обычной углеродистой стали, а также обладает хорошей пластичностью и обрабатываемостью. Это свойство возникает из-за эффекта инвара, который возникает ниже точки Кюри (приблизительно 230 градусов): отрицательное тепловое расширение, вызванное магнитострикцией, уравновешивается положительным тепловым расширением из-за тепловых колебаний решетки, что приводит к чрезвычайно низкому общему коэффициенту расширения. ИНВАР широко используется в прецизионных приборах, аэрокосмической промышленности, криогенике (хранение и транспортировка СПГ), электронной упаковке, оптической метрологии и других областях, где он служит незаменимым ключевым материалом с чрезвычайно высокими требованиями к стабильности размеров. Продукт соответствует международным стандартам, таким как ASTM B753/ASTM F1684, GB/T 15018 (4J36) и UNS K93600.
Отправить запрос
Описание
Технические параметры

Особенности продукта

High-Temperature Oxidation Resistance

Чрезвычайно низкий коэффициент теплового расширения (основное преимущество)

Основное преимущество ИНВАР заключается в чрезвычайно низком коэффициенте теплового расширения. В диапазоне температур от -100 градусов до +200 градусов его средний коэффициент линейного расширения составляет от 1,2 × 10⁻⁶/градус до 1,8 × 10⁻⁶/градус, что значительно ниже, чем у обычной углеродистой стали (приблизительно 11 × 10⁻⁶/градус) и аустенитной нержавеющей стали (приблизительно 16 × 10⁻⁶/градус). В интервале от комнатной температуры до 100 градусов его коэффициент расширения может составлять от 0,8 × 10⁻⁶/градус до 1,2 × 10⁻⁶/градус и даже приближаться к нулю расширения в определенных температурных диапазонах. Это свойство делает его незаменимым в приложениях с чрезвычайно высокими требованиями к размерной термической стабильности, таких как прецизионные измерительные приборы, лазерные резонаторы и элементы конструкций спутников.

High-Temperature Corrosion Resistance

Хорошая пластичность и производительность обработки.

ИНВАР обладает хорошей пластичностью и обрабатываемостью в отожженном состоянии, с удлинением до 30–40 % и большим уменьшением площади. Он может подвергаться различным процессам холодной штамповки, таким как холодная прокатка, холодное волочение, штамповка и гибка, а также может быть изготовлен в различных формах, таких как пластины, полосы, проволока и трубы, с помощью традиционных методов обработки, таких как токарная обработка, фрезерование и сверление. Он имеет сильную тенденцию к закалке, поэтому рекомендуется использовать острые инструменты и соответствующие параметры резки.

High Stability

Отличные механические свойства при низких-температурах.

ИНВАР не подвергается переходу от пластичного-к-хрупкому состоянию в условиях низких-температур и сохраняет хорошую прочность и ударную вязкость даже при -196 градусах (температура жидкого азота), не подвергаясь хрупкому разрушению при низких-температурах. Это свойство делает его основным материалом для перевозчиков и резервуаров для хранения сжиженного природного газа (СПГ), поскольку СПГ хранится при температуре примерно -162 градуса, при которой обычная сталь испытывает сильную холодную усадку. Низкий коэффициент теплового расширения ИНВАР значительно снижает напряжение холодного сжатия, обеспечивая структурную безопасность резервуаров для хранения.

Good Processability

Хорошая размерная стабильность и организационная стабильность

ИНВАР позволяет добиться стабильной аустенитной микроструктуры и превосходной стабильности размеров за счет оптимизации процессов термообработки (отжиг + стабилизация). В ходе длительной-службы изменения его размеров минимальны, что делает его пригодным для прецизионных приборов и метрологических стандартов, требующих строгой долгосрочной-надежности и стабильности размеров. Стабилизационная обработка (выдержка при температуре 300-400 градусов в течение 10-20 часов) эффективно устраняет остаточные напряжения, уменьшая смещение размеров при последующей эксплуатации.

High-Temperature Oxidation Resistance

Хорошие сварочные характеристики

ИНВАР можно соединить такими методами, как сварка TIG, контактная сварка и электронно-лучевая сварка. При сварке рекомендуется использовать присадочную проволоку из того же материала ИНВАР, чтобы гарантировать, что свойства низкого расширения сварного шва соответствуют основному материалу. После сварки обычно требуется-отжиг для снятия напряжений, чтобы исключить рост зерен или выделение фаз, которые могут возникнуть в зоне термического-воздействия, тем самым предотвращая изменения локального коэффициента теплового расширения.

Технические характеристики

Химический состав (ASTM F1684/GB/T 15018) Оставшееся количество

 

Элемент

Стандартные требования

Примечания

Ни

35.0 - 37.0%

Ключевой элемент с содержанием никеля около 36% имеет решающее значение для достижения низкого расширения, определения точки Кюри и инварного эффекта.

Фе

Оставшееся количество (около 64%)

Элементы матрицы, образующие гране-центрированную кубическую (FCC) аустенитную структуру с никелем.

C

Меньше или равно 0,05%

Строгий контроль для предотвращения образования карбидов, которые могут нарушить стабильность размеров.

Мин.

Меньше или равно 0,60%

Строгий контроль; чрезмерные уровни немного повысят коэффициент расширения

Си

Меньше или равно 0,30%

Строгий контроль

P

Меньше или равно 0,020%

Примеси в избытке могут ухудшить низко-вязкость при низких температурах и горячую обрабатываемость.

S

Меньше или равно 0,020%

Примесные элементы, строго контролируются

Ко

Меньше или равно 1,0%

Микроэлементы, которые обычно существуют в виде примесей.

Кр

Меньше или равно 0,50%

Микроэлементы, которые обычно существуют в виде примесей.

Cu

Меньше или равно 0,50%

Микроэлементы, которые обычно существуют в виде примесей.

Физические свойства

 

Свойство

Значение/диапазон

Условия испытаний

Плотность

8,05 г/см³

Комнатная температура (20 градусов)

Точка плавления

1427 - 1430 градус

-

Температура Кюри

230 градусов (535 градусов по Фаренгейту)

После этой температуры свойство низкого расширения исчезает.

Теплопроводность (20 градусов)

10 - 13 W/(m·K)

-

Удельное сопротивление

0.78 - 0.82 μΩ·m

Комнатная температура

Удельная теплоемкость

515 Дж/(кг·К)

Комнатная температура

Модуль упругости (модуль Юнга)

140 - 150 ГПа

Комнатная температура

Магнетизм

Ферромагнетизм (ниже точки Кюри)

Точка Кюри составляет примерно 230 градусов, выше которой происходит переход в парамагнетизм.

Механические свойства (состояние отжига, типичные значения)

 

Свойство

Типичное значение

Спецификация

Предел прочности

450 - 550 МПа

АСТМ Б348

Предел текучести (смещение 0,2%)

240 - 310 МПа

АСТМ Б348

Удлинение

Больше или равно 30 % (обычно 35–40 %).

АСТМ Б348

Уменьшение площади поперечного-сечения

Больше или равно 40 %

-

Твердость

120 - 150 HV / меньше или равно 70 HRB

-

Примечание: После холодной деформации прочность ИНВАРа может быть значительно увеличена (предел прочности до 800-1000 МПа), но соответственно снижается его пластичность. Материалы в наклепанном состоянии подходят для применений с более высокими требованиями к прочности.

Характеристики теплового расширения (основной показатель эффективности)

 

Температурный диапазон

Средний коэффициент линейного расширения (×10⁻⁶/градус)

Примечание

20 - 50 градус

0.6

Практически-нулевой диапазон расширения

20 - 100 градус

0.8 - 1.8

Основные преимущества Температурный диапазон

20 - 200 градус

1.7 - 2.0

-

20 - 300 градус

4.9 - 5.1

По мере приближения к точке Кюри коэффициент расширения увеличивается.

20 - 400 градус

7.8 - 8.0

Коэффициент расширения резко возрастает после превышения точки Кюри.

20 - 500 градус

9.7 - 10.0

Возврат к нормальному поведению при тепловом расширении

Примечание. Низкое расширение ИНВАРа обусловлено его ферромагнетизмом. Как только температура превышает точку Кюри (примерно 230 градусов), эффект магнитострикции исчезает, а коэффициент теплового расширения резко возрастает до уровня, сравнимого с уровнем обычной стали (около 12×10⁻⁶/градус до 15×10⁻⁶/градус). Поэтому он не подходит для условий с высокими-температурами.

Применимые носители

 

1. Атмосферная среда: коррозионная стойкость выше, чем у обычной углеродистой стали, и приближается к уровню аустенитной нержавеющей стали.
2. Пресная вода и слабокислая среда: Хорошая коррозионная стойкость.
3. Низко-жидкости: например, жидкий азот (-196 градусов) и сжиженный природный газ (СПГ, -162 градуса).
4. Вакуумная среда: подходит для структурных компонентов космических кораблей и прецизионных инструментов.
5. Масло для прецизионных приборов и изоляционные материалы: Хорошая совместимость.

Примечание. ИНВАР подвержен точечной коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением в средах,-содержащих серу или солевых туманах. При длительном воздействии влажной или агрессивной среды рекомендуется применить защитную обработку поверхности, такую ​​как гальваника (например, никелирование, цинкование) или покраска.

Работа при высоких-температурах

 
 

Поведение при тепловом расширении и его связь с температурой:

Поведение ИНВАР при тепловом расширении является одним из наиболее важных показателей его эффективности. Ниже приведены типичные эталонные значения изменения коэффициента теплового расширения с температурой:

Температурный диапазон

Средний коэффициент линейного расширения (×10⁻⁶/градус)

Примечание

20 - 50 градус

0.6

Почти-нулевая инфляция

20 - 100 градус

0.8 - 1.8

Диапазон рабочих температур ядра

20 - 200 градус

1.7 - 2.0

-

20 - 300 градус

4.9

Коэффициент расширения значительно превышает 200 градусов.

Долгосрочная-термическая стабильность и стабильность размеров:

ИНВАР демонстрирует хорошую микроструктурную стабильность и минимальные изменения размеров при эксплуатации при температурах ниже или равных 200°С в течение длительного периода времени. Однако незначительные изменения размеров (усадка со временем) могут произойти при длительном-хранении при комнатной температуре. Для устранения остаточных напряжений, стабилизации аустенитной структуры, уменьшения размерного дрейфа при последующей эксплуатации рекомендуется проводить стабилизационную обработку (выдержка при температуре 300-400 градусов в течение 10-20 часов). Примечательно, что ИНВАР очень чувствителен к скорости охлаждения при термообработке. Быстрое охлаждение может привести к пересыщению аустенита, что приведет к фазовому превращению выделений при дальнейшем использовании и вызовет изменения коэффициента теплового расширения.

Система термообработки

Термическая обработка ИНВАРа оказывает решающее влияние на конечную микроструктурную стабильность и точность размеров, при этом общие характеристики следующие:

1. Отжиг (для снятия механического напряжения и стабилизации микроструктуры): нагрейте до 815-830 градусов (1525 градусов по Фаренгейту), выдержите 0,5 часа на дюйм толщины, охладите в печи со скоростью менее или равной 200 градусов по Фаренгейту в час и охладите на воздухе после охлаждения ниже 600 градусов по Фаренгейту.

2. Стабилизационная обработка (рекомендуется для деталей высокой-прецизионной точности): выдержите при температуре 300–400 градусов в течение 10–20 часов, затем медленно охладите до комнатной температуры, чтобы устранить остаточные напряжения, стабилизировать аустенитную микроструктуру и минимизировать размерный дрейф.

3. Обработка для снятия напряжения (после механической обработки): выдержите при температуре 200-300 градусов в течение 1-2 часов, затем охладите на воздухе, чтобы предотвратить деформацию, вызванную напряжениями резания.

Примечание. ИНВАР очень чувствителен к скорости охлаждения во время термообработки. Все термические обработки должны выполняться методами медленного охлаждения; Быстрое охлаждение (например, закалка в воде) может привести к нестабильной микроструктуре и последующим изменениям размеров.

Работоспособность

ИНВАР обладает хорошей обрабатываемостью, однако следует обратить внимание на его склонность к наклепу:

Метод обработки

Рекомендуемые параметры/методы

Примечания

Холодная обработка

Холодная прокатка, холодное волочение, штамповка, гибка

Отожженное состояние обеспечивает наилучшую формуемость. Обратите внимание на пружинистость.

Механическая обработка

Токарная обработка, фрезерование, сверление

Выбирайте острые режущие инструменты и подходящие параметры резки, а также уделяйте внимание наклепу.

Сварка

TIG-сварка, контактная сварка, электронно-лучевая сварка

Рекомендуется использовать присадочную проволоку INVAR из того же материала, а затем

отжиг для снятия напряжения-после сварки

Горячая обработка

Ковка, горячая прокатка

Диапазон температур узок (850-1200 градусов) и строго контролируется.

Химическое травление

Может быть выполнено

Подходит для прецизионной обработки тонких листов.

Steel Plate Processing
Steel Coil Processing
Steel Pipe Processing
Steel Bar Processing
 

ИНВАР (4J36) предназначен для прецизионных применений с чрезвычайно высокими требованиями к стабильности размеров и рекомендуется для использования в следующих областях:

 

Области применения

  •  

    Прецизионные приборы и метрологическое оборудование (классические приложения)
    Метрологические стандарты для измерения длины (мерные меры, линейчатые шкалы, геодезические базовые шкалы), прецизионные оптические приборы (интерферометры, спектрометры, микроскопы), лазерное оборудование (лазерные резонаторы, системы наведения луча), стволы телескопов и опорные конструкции. Характеристики низкого расширения ИНВАР гарантируют, что инструменты сохраняют геометрическую точность и стабильность оптического выравнивания при различных температурах окружающей среды.

  •  

    Аэрокосмическая промышленность
    Структурные компоненты спутниковой камеры, опорные детали системы теплового контроля космического корабля, компенсаторы топливопроводов ракетных двигателей, корпуса гироскопов, структурные компоненты акселерометра, обеспечивающие стабильность размеров в условиях экстремальных космических температур (от -200 до +150 градусов).

  •  

    Криогеника, хранение и транспортировка СПГ (основное применение)
    Внутренние стенки резервуаров для хранения СПГ мембранного-типа на танкерах СПГ (системы хранения груза), опорные конструкции резервуаров СПГ, криогенные термостаты, опорные конструкции из сверхпроводящих магнитов. ИНВАР поддерживает чрезвычайно низкую термическую усадку при температуре хранения СПГ -162 градуса, предотвращая растрескивание резервуаров.

  •  

    Электроника и телекоммуникационная промышленность
    Микроволновые резонаторы, корпуса фильтров, корпуса и опоры генераторов, выводные рамы корпусов интегральных схем, опорные рамы пластинчатых столиков и столов заготовок литографических машин, обеспечивающие стабильность частоты и точность позиционирования на-уровне.

  •  

    Полупроводниковое и прецизионное производство
    Платформы прецизионного позиционирования машин для полупроводниковой литографии, вакуумные камеры в установках ионной имплантации и травления, прецизионные сердечники и полости для литьевых форм.

  •  

    Квантовые технологии и исследования
    Внутренние стенки криостатов холодильников разбавления для квантовых вычислений, конструктивные элементы атомных часов, опорные конструкции детекторов частиц, магнитные цепи спектрометров.

  •  

    Автомобильное и механическое производство
    Высокоточные-формы для литья под давлением,-стержни форм для литья под давлением, прецизионные датчики и приспособления для контроля, элементы с низким-расширением из биметаллических полос.

  •  

    Биметаллические элементы
    В качестве материала слоя с низким-расширением для биметаллических полос, в сочетании со слоем с высоким-расширением для формирования биметаллических листов, используемых в устройствах измерения и контроля температуры.

Доставка и настройка

Мы предлагаем гибкие и надежные решения для цепочки поставок, чтобы гарантировать, что вы получите материалы ИНВАР (4J36), которые идеально соответствуют требованиям вашего проекта.

Форма

image011
Лист/Пластина
image013
Бар/стержень
image015
Труба / Трубка
image017
Полоса/лист в рулоне
image019
Проволока/катанка

Обычный диапазон

Толщина: 0.5 - 100 мм
Ширина: Меньше или равна 1500 мм.

Диаметр Φ6-500 мм

Внешний диаметр Φ10-300 мм

Толщина: 0,05 – 3,0 мм.
Ширина: 10 - 600 мм

Диаметр 0,1-10 мм

Возможность настройки

Горяче-катаный или холодно-катаный лист, ультра-тонкий лист (от 0,1 мм), штампованные детали, продольная-резка по заданным размерам, специальная обработка поверхности (травление, полировка)

Кованые прутки, горячекатаные-прутки, полированные прутки, фасонные прутки и различные режимы термообработки (отжиг, стабилизация)

Бесшовные/сварные трубы,-разрезанные по фиксированной длине, предназначенные для трубопроводов с-низкими температурами.

Прецизионные полосовые материалы, штемпельная катушка, ламинированная заготовка, не-стандартная ширина, специальная защитная пленка

Прецизионный рисунок, сварочная присадочная проволока, специальная обработка поверхности.

Почему выбирают нас? - Надежные инженерные технологии. Надежная доставка.

Мы не просто поставщик, а надежный партнер по материалам для вас в Китае.

Sample Support & Quick Response

Вертикально интегрированное производство

Собственный завод площадью 20 000 м2 с 10+ автоматизированными линиями (8,000+ тонн/год). Собственный-центр оснастки и штампов обеспечивает быструю настройку и эффективный контроль затрат - без наценок через посредников.

Full Traceability

Строгий контроль качества на каждом этапе

Полная отслеживаемость ключевых точек контроля качества на протяжении всего производства.. 100% соответствует стандартам ASTM/ASME, EN и GB. Протоколы испытаний материалов доступны с каждой поставкой.

Professional Logistics & Packaging

Надежная доставка и экспортная упаковка

10+ лет экспортируется в Европу, Северную Америку, Юго-Восточную Азию и на Ближний Восток. Водонепроницаемая и -защита от ржавчины в сочетании с гибкими вариантами доставки гарантирует безопасную и-своевременную доставку.

Complete Export Documentation

Проверка образца перед массовым производством

Мы предоставляем бесплатные образцы для проверки качества, что позволяет размещать оптовые заказы только после одобрения. Мы обеспечиваем постоянство от образца до массового производства за счет точного измерения размеров и прозрачного производства.

Часто задаваемые вопросы

В: Каковы основные преимущества ИНВАР?

 

Вопрос: Чем ИНВАР (4J36) отличается от обычной нержавеющей стали?

 

В: Как работает ИНВАР? Почему у него такой низкий коэффициент теплового расширения?

 

В: Какую термообработку требует ИНВАР?

 

Вопрос: Какова самая высокая и самая низкая температура использования ИНВАРа?

 

Вопрос: Какова сварочная производительность ИНВАР?

 

Вопрос: Может ли ИНВАР заменить другие сплавы с низким-расширением?

 

 

горячая этикетка : инвар, Китай производители инвара, поставщики, завод