INVAR

1. Izuzetno nizak koeficijent toplinskog širenja (prednost jezgre): Unutar temperaturnog raspona od -100 stupnjeva do +200 stupnjeva, prosječni koeficijent linearnog širenja je manji ili jednak 1,8 × 10⁻⁶ / stupanj, znatno niži od običnog ugljičnog čelika i nehrđajućeg čelika, omogućavajući širenje gotovo nulto.
2. Izvrsna dimenzionalna stabilnost: nakon stabilizacijskog tretmana, dimenzionalne promjene tijekom-dugotrajne upotrebe su minimalne, što ga čini prikladnim za precizne instrumente i mjeriteljske standarde.
3. Dobra duktilnost i obradivost: U žarenom stanju istezanje je 30-40%, što omogućuje razne operacije oblikovanja kao što su hladno valjanje, hladno izvlačenje, štancanje i strojna obrada.
4. Vrhunska izvedba na niskim{1}}temperaturama: na -196 stupnjeva (temperatura tekućeg dušika), nema prijelaza iz-duktilnog u lomljivo, održavajući dobru snagu 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 obnoviti svojstva niske-ekspanzije.
6. U skladu s 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 toplinskih vibracija rešetke: Ispod Curiejeve temperature (približno 230 stupnjeva), INVAR je u feromagnetskom stanju. Kako se temperatura povećava, magnetizacija se smanjuje, što dovodi do efekta 'magnetostrikcije'-spontana magnetizacija u feromagnetima obično uzrokuje širenje volumena. U međuvremenu, atomske toplinske vibracije također rezultiraju normalnim toplinskim širenjem rešetke.
2. Uzajamno poništavanje pozitivnih i negativnih učinaka: Ova se dva učinka točno poništavaju u INVAR-u-kada temperatura raste, atomske toplinske vibracije proširuju rešetku, ali smanjenje magnetskog reda dovodi do kontrakcije zbog magnetostrikcije koja točno uravnotežuje ovo širenje. Posljedično, legura pokazuje izuzetno nizak koeficijent toplinske ekspanzije u širokom temperaturnom rasponu od -100 stupnjeva do +200 stupnjeva.
3. Kvar iznad Curiejeve točke: Kada temperatura prijeđe Curiejevu točku, legura prelazi iz feromagnetizma u paramagnetizam, gubi svoj magnetizam i vraća se na normalno pozitivno ponašanje ekspanzije. Koeficijent toplinskog širenja tada skoči na otprilike 12 × 10⁻⁶ / stupanj, usporediv s onim običnog čelika.

Toplinska obrada INVAR-a ima odlučujući utjecaj na konačnu mikrostrukturnu stabilnost i točnost dimenzija:
1. Žarenje (Olakšavanje stresa, homogenizacija): Zagrijte na 815-830 stupnjeva (1525 stupnjeva F), držite 0,5 sati po inču debljine, peć ohladite brzinom manjom od ili jednakom 200 stupnjeva F po satu i ohladite zrakom nakon hlađenja ispod 600 stupnjeva F.
2. Stabilizacijski tretman (preporučuje se za visoko{1}}precizne dijelove): Držite na 300-400 stupnjeva 10-20 sati, zatim polako ohladite na sobnu temperaturu kako biste uklonili zaostala naprezanja, stabilizirali austenitnu strukturu i minimizirali dimenzionalni pomak tijekom sljedeće upotrebe.
3. Tretman za ublažavanje naprezanja (nakon strojne obrade): Držite na 200-300 stupnjeva 1-2 sata, zatim ohladite na zraku kako biste spriječili deformacije uzrokovane strojnim naprezanjima.
Napomena: INVAR je vrlo osjetljiv na brzinu hlađenja tijekom toplinske obrade. Brzo hlađenje može dovesti do prezasićenja austenita, što rezultira transformacijom faze taloženja tijekom naknadne upotrebe i uzrokuje promjene u koeficijentu toplinske ekspanzije. Stoga se sve toplinske obrade moraju izvoditi metodom sporog hlađenja.

Efektivna radna temperatura (sa stabilnim niskim performansama ekspanzije):
Preporuča se da bude manji od ili jednak 200 stupnjeva, gdje može održati izuzetno nizak koeficijent toplinskog širenja i izvrsnu stabilnost dimenzija. Optimalni temperaturni raspon za upotrebu je od -100 stupnjeva do +100 stupnjeva.
Performanse-na niskim temperaturama:
INVAR održava dobru čvrstoću i žilavost na -196 stupnjeva (temperatura tekućeg dušika) bez prijelaza iz duktilnog-u lomljivo, što ga čini idealnim materijalom za skladištenje i transport LNG-a (-162 stupnja).
Ograničenje visoke-temperature:
Kada temperatura prijeđe 230 stupnjeva (Curiejeva točka), legura prelazi iz feromagnetske u paramagnetsku, gubeći svojstva niske-ekspanzije. Koeficijent toplinske ekspanzije naglo se povećava na otprilike 12 × 10⁻⁶ / stupanj, što je usporedivo s onim kod običnog čelika. Stoga INVAR nije prikladan za okruženja s visokom-temperaturom iznad 230 stupnjeva.
Učinci ciklusa temperature:
Bilo koji toplinski ciklus koji premašuje Curiejevu točku trajno će promijeniti svojstva niske-ekspanzije jer se magnetska struktura ne može u potpunosti vratiti u svoje izvorno stanje nakon hlađenja.

INVAR ima dobra svojstva zavarivanja, ali treba imati na umu sljedeće:
1. Preporučene metode zavarivanja: TIG (zavarivanje inertnim plinom od volframa), otporno zavarivanje i zavarivanje elektronskim snopom.
2. Priprema prije-zavarivanja: područje zavarivanja mora biti strogo očišćeno kako bi se uklonilo ulje, kamenac i vlaga.
3. Zaštitni plin: plin argon visoke-čistoće trebao bi se koristiti za zavarivanje i zaštitu stražnje strane kako bi se spriječila oksidacija visoke-temperature.
4. Obrada nakon-zavarivanja: preporuča se izvršiti žarenje-za ublažavanje naprezanja (približno 600-650 stupnjeva F) nakon zavarivanja kako bi se eliminirao rast zrna ili istaložene faze koje se mogu pojaviti u zoni pod utjecajem topline, izbjegavajući promjene u lokalnim koeficijentima širenja.
5. Dodatni metal: Preporuča se koristiti INVAR žicu za punjenje od istog materijala kako bi se osigurala izvedba male ekspanzije zavara koja odgovara onom osnovnog materijala.
6. Ključne mjere opreza: INVAR ima nisku toplinsku vodljivost (približno 10 W/(m·K)), stoga se brzina zagrijavanja mora kontrolirati tijekom zavarivanja kako bi se izbjegla koncentracija toplinskog naprezanja.

Djelomična zamjena je moguća, ali je treba procijeniti na temelju specifičnih temperaturnih raspona i zahtjeva za preciznošću:
Prednosti INVAR-a:
1. Ima iznimno nizak koeficijent toplinskog širenja (manje ili jednako 1,8 × 10⁻⁶ / stupanj) unutar raspona od -100 stupnjeva do +200 stupnjeva, što ga čini klasičnom legurom niske ekspanzije s najširom primjenom i najzrelijom tehnologijom.
2. Pokazuje dobru obradivost i zavarljivost, što mu omogućuje oblikovanje u različite oblike.
3. Posjeduje izvrsna svojstva pri niskim-temperaturama i osnovni je materijal za skladištenje i transport LNG-a.
Ograničenja INVAR-a:
Inadequate high-temperature (>230 stupnjeva) performanse:
Koeficijent toplinskog širenja naglo raste iznad Curiejeve točke, što ga čini neprikladnim za okruženja s visokom{0}}temperaturom. Za primjene između 200-400 stupnjeva, razmotrite 4J32 (s približno 32% sadržaja nikla, koji nudi stabilniji koeficijent toplinskog širenja u nižem temperaturnom rasponu) ili 4J40.
Opća otpornost na koroziju:
Sklon je koroziji u slanom spreju ili sredinama koje-sadrže sumpor i zahtijeva površinsku zaštitu. Za primjene s visokim zahtjevima otpornosti na koroziju može se razmotriti nehrđajući invar (nehrđajući invar, 54Co-9Cr-Fe).
Dugo-dimenzionalni pomak:
Pri skladištenju na sobnoj temperaturi tijekom duljeg razdoblja mogu se pojaviti male promjene dimenzija. Tretman stabilizacije potreban je za visoko{1}}precizne primjene.
Preporuke za odabir materijala:
Navedite detaljne radne uvjete (temperaturni raspon, zahtjevi točnosti, srednja okolina, životni vijek) za odabir specifičnog materijala. Možemo vam pomoći s tehničkom i ekonomskom usporednom analizom kako bismo vam pomogli da napravite optimalan izbor između INVAR-a i drugih legura niske-ekspanzije.
Za ponude specifičnih specifikacija, izvješća o ispitivanju materijala ili listove tehničkih parametara, obratite se našim inženjerima prodaje. Podržavamo prilagodbu dimenzija, uvjeta toplinske obrade i površinske obrade prema potrebi te pružamo cijeli skup međunarodno certificiranih dokumenata.