INVAR

1. Extremt låg termisk expansionskoefficient (kärnfördel): Inom temperaturområdet -100 grader till +200 grader är den genomsnittliga linjära expansionskoefficienten Mindre än eller lika med 1,8 × 10⁻⁶/grad, betydligt lägre än vanligt kolstål och rostfritt stål, vilket möjliggör expansion nära noll.
2. Utmärkt dimensionsstabilitet: Efter stabiliseringsbehandling är dimensionsförändringar under lång-service minimala, vilket gör den lämplig för precisionsinstrument och metrologiska standarder.
3. Bra duktilitet och bearbetbarhet: I glödgat tillstånd är töjningen 30-40 %, vilket möjliggör olika formningsoperationer såsom kallvalsning, kalldragning, stansning och bearbetning.
4. Överlägsen prestanda vid låg-temperatur: Vid -196 grader (temperatur för flytande kväve) finns ingen duktil-till-spröd övergång, vilket bibehåller god hållfasthet och seghet; det är ett kärnmaterial för LNG-lagring och transport.
5. Bra svetsbarhet: Kan sammanfogas med metoder som TIG-svetsning, motståndssvetsning och elektronstrålesvetsning. Avspänningsglödgning- efter svetsning kan återställa låga-expansionsegenskaper.
6. Uppfyller flera internationella standarder: ASTM B753 / ASTM F1684, UNS K93600, GB/T 15018 (4J36), etc.

A:

INVARs låga expansionsegenskaper härrör från Invar-effekten, ett fysiskt fenomen som orsakas av ferromagnetism:
1. Balans mellan magnetostriktion och termiska vibrationer i gitter: Under Curie-temperaturen (cirka 230 grader) är INVAR i ett ferromagnetiskt tillstånd. När temperaturen ökar minskar magnetiseringen, vilket leder till "magnetostriktionseffekten"-spontan magnetisering i ferromagneter tenderar att orsaka volymexpansion. Samtidigt resulterar atomära termiska vibrationer också i normal termisk gitterexpansion.
2. Ömsesidig upphävande av positiva och negativa effekter: Dessa två effekter tar exakt ut varandra i INVAR-när temperaturen stiger, expanderar atomära termiska vibrationer gittret, men minskningen i magnetisk ordning leder till en sammandragning från magnetostriktion som exakt balanserar denna expansion. Följaktligen uppvisar legeringen en extremt låg termisk expansionskoefficient över ett brett temperaturområde från -100 grader till +200 grader.
3. Fel över Curiepunkten: När temperaturen överstiger Curiepunkten övergår legeringen från ferromagnetism till paramagnetism, förlorar sin magnetism och återgår till normalt positivt expansionsbeteende. Den termiska expansionskoefficienten hoppar sedan till ungefär 12 × 10⁻⁶ / grad, jämförbar med den för vanligt stål.

Värmebehandlingen av INVAR har en avgörande inverkan på den slutliga mikrostrukturella stabiliteten och dimensionsnoggrannheten:
1. Glödgning (stressavlastning, homogenisering): Värm till 815-830 grader (1525 grader F), håll i 0,5 timmar per tum tjocklek, ugnen kyler med en hastighet som är mindre än eller lika med 200 grader F per timme, och luftkyla efter kylning under 600 grader F.
2. Stabiliseringsbehandling (rekommenderas för hög-precisionsdelar): Håll vid 300-400 grader i 10-20 timmar, kyl sedan långsamt till rumstemperatur för att eliminera kvarvarande spänningar, stabilisera den austenitiska strukturen och minimera dimensionell drift under efterföljande användning.
3. Avspänningsbehandling (efter bearbetning): Håll i 200-300 grader i 1-2 timmar, kyl sedan med luft för att förhindra deformation orsakad av bearbetningspåkänningar.
Obs: INVAR är mycket känslig för kylningshastigheten under värmebehandling. Snabb kylning kan leda till austenitövermättnad, vilket resulterar i nederbördsfasomvandling under efterföljande användning och orsakar förändringar i värmeutvidgningskoefficienten. Därför måste alla värmebehandlingar utföras med en långsam nedkylningsmetod.

Effektiv arbetstemperatur (med stabil låg expansionsprestanda):
Det rekommenderas att vara Mindre än eller lika med 200 grader, där det kan bibehålla en extremt låg termisk expansionskoefficient och utmärkt dimensionsstabilitet. Det optimala temperaturintervallet för användning är från -100 grader till +100 grader .
Låg-temperaturprestanda:
INVAR bibehåller god hållfasthet och seghet vid -196 grader (temperatur för flytande kväve) utan duktil-till spröd övergång, vilket gör det till ett idealiskt material för lagring och transport av LNG (-162 grader).
Hög-temperaturbegränsning:
När temperaturen överstiger 230 grader (Curie-punkt) övergår legeringen från ferromagnetisk till paramagnetisk och förlorar sina låga-expansionsegenskaper. Den termiska expansionskoefficienten ökar kraftigt till cirka 12 × 10⁻⁶ / grad, jämförbart med vanligt stål. Därför är INVAR inte lämpligt för miljöer med hög-temperatur över 230 grader.
Temperaturcykeleffekter:
Varje termisk cykel som överskrider Curie-punkten kommer permanent att ändra dess låga-expansionsegenskaper, eftersom den magnetiska strukturen inte helt kan återställas till sitt ursprungliga tillstånd vid kylning.

INVAR har goda svetsegenskaper, men följande punkter bör noteras:
1. Rekommenderade svetsmetoder: TIG (Tungsten Inert Gas-svetsning), motståndssvetsning och elektronstrålesvetsning.
2. Förberedelse för-svetsning: Svetsområdet måste rengöras noggrant för att avlägsna olja, glödskal och fukt.
3. Skyddsgas: Argongas med hög-renhet bör användas för svetsning och skydd på baksidan för att förhindra hög-temperaturoxidation.
4. Efter-svetsbehandling: Det rekommenderas att utföra spännings-avlastningsglödgning (cirka 600-650 grader F) efter svetsning för att eliminera korntillväxt eller utfällda faser som kan uppstå i den värmepåverkade zonen, för att undvika förändringar i lokala expansionskoefficienter.
5. Tillsatsmetall: Det rekommenderas att använda INVAR tillsatstråd av samma material för att säkerställa att svetsfogens låga expansionsprestanda matchar basmaterialets.
6. Viktiga försiktighetsåtgärder: INVAR har låg värmeledningsförmåga (cirka 10 W/(m·K)), så uppvärmningshastigheten måste kontrolleras under svetsning för att undvika termisk spänningskoncentration.

Partiell substitution är möjlig, men den måste utvärderas utifrån specifika temperaturområden och precisionskrav:
Fördelar med INVAR:
1. Den har en extremt låg värmeutvidgningskoefficient (mindre än eller lika med 1,8 × 10⁻⁶/grad) inom intervallet -100 grader till +200 grader, vilket gör den till en klassisk lågexpansionslegering med den bredaste applikationen och mest mogen teknik.
2. Den uppvisar god bearbetbarhet och svetsbarhet, vilket gör att den kan formas till olika former.
3. Det har utmärkta låg-temperaturegenskaper och är ett kärnmaterial för LNG-lagring och transport.
Begränsningar för INVAR:
Inadequate high-temperature (>230 grader) prestanda:
Den termiska expansionskoefficienten stiger kraftigt över Curie-punkten, vilket gör den olämplig för miljöer med hög- temperatur. För applikationer mellan 200-400 grader, överväg 4J32 (med cirka 32 % nickelinnehåll, vilket ger en stabilare termisk expansionskoefficient över ett lägre temperaturområde) eller 4J40.
Allmän korrosionsbeständighet:
Det är benäget att korrosion i miljöer som innehåller saltspray eller- svavel och kräver ytskydd. För applikationer med höga krav på korrosionsbeständighet kan Stainless Invar (Stainless Invar, 54Co-9Cr-Fe) övervägas.
Lång-dimensionell drift:
Små dimensionsförändringar kan inträffa vid förvaring i rumstemperatur under en längre period. Stabiliseringsbehandling krävs för applikationer med hög-precision.
Materialvalsrekommendationer:
Ange detaljerade driftsförhållanden (temperaturområde, noggrannhetskrav, medium miljö, livslängd) för specifikt materialval. Vi kan hjälpa dig med tekniska och ekonomiska jämförelseanalyser för att hjälpa dig att göra det optimala valet mellan INVAR och andra legeringskvaliteter med låg-expansion.
För offerter på specifika specifikationer, materialtestrapporter eller tekniska parameterblad, kontakta våra säljare. Vi stödjer anpassning av dimensioner, värmebehandlingsförhållanden och ytbehandlingar efter behov, och tillhandahåller en komplett uppsättning internationellt certifierade dokument.