INVAR

1. Ekstremt lav termisk udvidelseskoefficient (kernefordel): Inden for temperaturområdet på -100 grader til +200 grader er den gennemsnitlige lineære ekspansionskoefficient Mindre end eller lig med 1,8 × 10⁻⁶/grad, betydeligt lavere end almindeligt kulstofstål og rustfrit stål, hvilket muliggør udvidelse næsten nul.
2. Fremragende dimensionsstabilitet: Efter stabiliseringsbehandling er dimensionsændringer under lang-service minimale, hvilket gør den velegnet til præcisionsinstrumenter og metrologiske standarder.
3. God duktilitet og bearbejdelighed: I udglødet tilstand er forlængelsen 30-40%, hvilket giver mulighed for forskellige formningsoperationer såsom koldvalsning, koldtrækning, stansning og bearbejdning.
4. Overlegen lav-temperaturydelse: Ved -196 grader (temperatur for flydende nitrogen) er der ingen duktil-til-skør overgang, hvilket bibeholder god styrke og sejhed; det er et kernemateriale til LNG-lagring og -transport.
5. God svejsbarhed: Kan samles ved hjælp af metoder som TIG-svejsning, modstandssvejsning og elektronstrålesvejsning. Spændings-udglødning efter svejsning kan genoprette lave-ekspansionsegenskaber.
6. Overholder flere internationale standarder: ASTM B753 / ASTM F1684, UNS K93600, GB/T 15018 (4J36) osv.

A:

INVARs lave ekspansionskarakteristika stammer fra Invar-effekten, et fysisk fænomen forårsaget af ferromagnetisme:
1. Balance mellem magnetostriktion og gittertermiske vibrationer: Under Curie-temperaturen (ca. 230 grader) er INVAR i en ferromagnetisk tilstand. Når temperaturen stiger, falder magnetiseringen, hvilket fører til "magnetostriktions"-effekten-spontan magnetisering i ferromagneter har en tendens til at forårsage volumenudvidelse. I mellemtiden resulterer atomare termiske vibrationer også i normal termisk gitterudvidelse.
2. Gensidig ophævelse af positive og negative effekter: Disse to effekter ophæver hinanden nøjagtigt i INVAR-når temperaturen stiger, udvider atomare termiske vibrationer gitteret, men faldet i magnetisk orden fører til en sammentrækning fra magnetostriktion, der præcist balancerer denne udvidelse. Som følge heraf udviser legeringen en ekstrem lav termisk udvidelseskoefficient over et bredt temperaturområde fra -100 grader til +200 grader.
3. Fejl over Curie-punktet: Når temperaturen overstiger Curie-punktet, går legeringen over fra ferromagnetisme til paramagnetisme, mister sin magnetisme og vender tilbage til normal positiv ekspansionsadfærd. Den termiske udvidelseskoefficient hopper derefter til ca. 12 × 10⁻⁶/grad, sammenlignelig med almindeligt stål.

Varmebehandlingen af ​​INVAR har en afgørende indflydelse på den endelige mikrostrukturelle stabilitet og dimensionelle nøjagtighed:
1. Udglødning (Stress Relief, Homogenisering): Opvarm til 815-830 grader (1525 grader F), hold i 0,5 timer pr. tomme tykkelse, ovnen afkøles med en hastighed, der er mindre end eller lig med 200 grader F i timen, og luftafkøl efter afkøling under 600 grader F.
2. Stabiliseringsbehandling (anbefales til høj-præcisionsdele): Hold ved 300-400 grader i 10-20 timer, afkøl derefter langsomt til stuetemperatur for at eliminere resterende spændinger, stabilisere den austenitiske struktur og minimere dimensionsforskydning under efterfølgende brug.
3. Stress Relief Treatment (Efter bearbejdning): Hold ved 200-300 grader i 1-2 timer, luftkøl derefter for at forhindre deformation forårsaget af bearbejdningsspændinger.
Bemærk: INVAR er meget følsom over for afkølingshastigheden under varmebehandling. Hurtig afkøling kan føre til austenit-overmætning, hvilket resulterer i nedbørsfasetransformation under efterfølgende brug og forårsager ændringer i den termiske udvidelseskoefficient. Derfor skal alle varmebehandlinger udføres ved hjælp af en langsom afkølingsmetode.

Effektiv arbejdstemperatur (med stabil lav ekspansionsydelse):
Det anbefales at være mindre end eller lig med 200 grader, hvor det kan opretholde en ekstremt lav termisk udvidelseskoefficient og fremragende dimensionsstabilitet. Det optimale temperaturområde til brug er fra -100 grader til +100 grader.
Ydeevne ved lav-temperatur:
INVAR opretholder god styrke og sejhed ved -196 grader (temperatur for flydende nitrogen) uden duktil-til-skør overgang, hvilket gør det til et ideelt materiale til opbevaring og transport af LNG (-162 grader).
Høj-temperaturbegrænsning:
Når temperaturen overstiger 230 grader (Curie-punkt), går legeringen fra ferromagnetisk til paramagnetisk og mister sine lave-ekspansionsegenskaber. Den termiske udvidelseskoefficient stiger kraftigt til ca. 12 × 10⁻⁶ / grad, sammenlignelig med almindeligt stål. Derfor er INVAR ikke egnet til miljøer med høje-temperaturer over 230 grader.
Temperaturcykluseffekter:
Enhver termisk cyklus, der overstiger Curie-punktet, vil permanent ændre dens lave-ekspansionsegenskaber, da den magnetiske struktur ikke kan genoprette sin oprindelige tilstand fuldt ud efter afkøling.

INVAR har gode svejseegenskaber, men følgende punkter skal bemærkes:
1. Anbefalede svejsemetoder: TIG (Tungsten Inert Gas-svejsning), modstandssvejsning og elektronstrålesvejsning.
2. For-svejseforberedelse: Svejseområdet skal rengøres omhyggeligt for at fjerne olie, kalk og fugt.
3. Beskyttelsesgas: Argongas med høj-renhed bør bruges til svejsning og bagsidebeskyttelse for at forhindre høj-temperaturoxidation.
4. Efter-svejsebehandling: Det anbefales at udføre stress-aflastningsudglødning (ca. 600-650 grader F) efter svejsning for at eliminere kornvækst eller udfældede faser, der kan forekomme i den varmepåvirkede zone, og undgå ændringer i lokale ekspansionskoefficienter.
5. Spartelmetal: Det anbefales at bruge INVAR sparteltråd af samme materiale for at sikre, at svejsesømmens lave ekspansionsevne svarer til basismaterialets.
6. Vigtige forholdsregler: INVAR har en lav varmeledningsevne (ca. 10 W/(m·K)), så opvarmningshastigheden skal kontrolleres under svejsning for at undgå termisk spændingskoncentration.

Delvis substitution er mulig, men den skal evalueres baseret på specifikke temperaturområder og præcisionskrav:
Fordele ved INVAR:
1. Den har en ekstrem lav termisk udvidelseskoefficient (mindre end eller lig med 1,8 × 10⁻⁶/grad) inden for intervallet -100 grader til +200 grader, hvilket gør den til en klassisk lavekspansionslegering med den bredeste anvendelse og den mest modne teknologi.
2. Den udviser god bearbejdelighed og svejsbarhed, så den kan formes til forskellige former.
3. Det har fremragende lav-temperaturegenskaber og er et kernemateriale til LNG-lagring og -transport.
Begrænsninger af INVAR:
Inadequate high-temperature (>230 grader) ydeevne:
Den termiske udvidelseskoefficient stiger kraftigt over Curie-punktet, hvilket gør den uegnet til høje-temperaturmiljøer. Til applikationer mellem 200-400 grader skal du overveje 4J32 (med ca. 32 % nikkelindhold, der giver en mere stabil termisk udvidelseskoefficient over et lavere temperaturområde) eller 4J40.
Generel korrosionsbestandighed:
Det er tilbøjeligt til korrosion i miljøer med saltspray eller svovl- og kræver overfladebeskyttelse. Til applikationer med høje krav til korrosionsbestandighed kan Stainless Invar (Stainless Invar, 54Co-9Cr-Fe) overvejes.
Langsigtet-dimensional drift:
Små dimensionsændringer kan forekomme, når de opbevares ved stuetemperatur over en længere periode. Stabiliseringsbehandling er påkrævet til applikationer med høj-præcision.
Anbefalinger til materialevalg:
Angiv venligst detaljerede driftsbetingelser (temperaturområde, krav til nøjagtighed, medium miljø, levetid) for specifikt materialevalg. Vi kan hjælpe med tekniske og økonomiske sammenligningsanalyser for at hjælpe dig med at træffe det optimale valg mellem INVAR og andre lav-ekspansionslegeringskvaliteter.
For tilbud på specifikke specifikationer, materialetestrapporter eller tekniske parameterblade, kontakt venligst vores salgsingeniører. Vi understøtter tilpasning af dimensioner, varmebehandlingsforhold og overfladebehandlinger efter behov og leverer et komplet sæt af internationalt certificerede dokumenter.