Invar 36,Super Invar 32-5 Pipe,UNS K93050

Invar 36,Super Invar 32-5 Fil,UNS K93050

Invar 36, Super Invar 32-5 Fil, UNS K93050 - Introduction avec la composition, les propriétés, les applications et les formes des produits

L’Invar 36, ainsi que sa variante haute performance Super Invar 32-5, désignée par l’UNS K93050, est une famille d’alliages nickel-fer réputée pour son coefficient de dilatation thermique (CTE) proche de zéro à température ambiante et en dessous. Cette caractéristique exceptionnelle les rend indispensables dans les applications où la stabilité dimensionnelle face aux fluctuations de température extrêmes est essentielle. L’Invar 36 est largement reconnu pour ses propriétés de faible dilatation, tandis que le Super Invar 32-5 offre un contrôle encore plus strict de la dilatation thermique, ce qui le rend idéal pour les applications d’ultra-précision. Les deux alliages sont disponibles dans une gamme complète de formes pour répondre à divers besoins industriels, y compris les barres (barre ronde, barre plate), le ruban, le fil, les tiges, les tubes, les tuyaux, les feuilles, les plaques, les feuilles, les bandes et les pièces forgées. Le fil Super Invar 32-5, en particulier, est apprécié pour ses propriétés thermiques uniformes, sa flexibilité et sa précision, ce qui le rend idéal pour les composants complexes dans les industries de l’optique, de l’aérospatiale et de l’électronique. Vous trouverez ci-dessous un aperçu détaillé de leur composition chimique, de leurs propriétés clés, de leurs applications pratiques et des formes de produits disponibles.

Composition chimique

La composition chimique précisément équilibrée de l’Invar 36 et du Super Invar 32-5 (UNS K93050) est à la base de leur faible dilatation thermique et de leur stabilité mécanique exceptionnelles. La composition typique

(en poids) est le suivant :

Invar 36 :

Nickel (Ni) : 35-37 % (l’élément principal responsable du CTE proche de zéro de l’alliage, permettant une stabilité thermique exceptionnelle)

Fer (Fe) : 63-65 % (équilibre l’alliage, assure la résistance structurelle et soutient la stabilité thermique)

Carbone (C) : ≤ 0,05 % (maintenu à un niveau bas pour éviter la formation de carbure, qui peut perturber l’uniformité thermique)

Manganèse (Mn) : ≤ 0,5 % (aide à la désoxydation pendant la fabrication, améliore la ductilité et réduit les inclusions)

Silicium (Si) : ≤ 0,3 % (contrôlé pour éviter les inclusions d’oxyde qui pourraient compromettre la consistance thermique)

Soufre (S) : ≤ 0,01 % (strictement limité pour assurer une bonne ductilité et éviter la fragilisation)

Phosphore (P) : ≤ 0,02 % (maintenu à un faible niveau pour préserver la résistance à la corrosion et éviter la faiblesse des joints de grains)

Super Invar 32-5 :

Nickel (Ni) : 31-33 % (optimisé pour obtenir une dilatation thermique encore plus faible que l’Invar 36)

Fer (Fe) : 62-64 %

Cobalt (Co) : 4-6 % (ajouté pour réduire davantage le CTE et améliorer la stabilité thermique à basse température)

Carbone (C) : ≤ 0,03 %

Manganèse (Mn) : ≤ 0,3 %

Silicium (Si) : ≤ 0,2 %

Soufre (S) : ≤ 0,01 %

Phosphore (P) : ≤ 0,01 %

Ces compositions soigneusement conçues offrent la faible dilatation thermique caractéristique des alliages, garantissant des changements dimensionnels minimaux sur une large plage de températures et une compatibilité avec des matériaux tels que le verre, la céramique et certains métaux dans des assemblages de haute précision.

Propriétés clés

L’Invar 36, le Super Invar 32-5 (y compris le Super Invar 32-5 Wire, UNS K93050), et leurs différentes formes, présentent des propriétés extraordinaires qui les rendent indispensables dans les applications nécessitant une stabilité thermique extrême :

Propriétés de dilatation thermique :

Coefficient de dilatation thermique (CTE) :

Invar 36 (20-100 °C) : 0,5-1,5 × 10⁻⁶ /°C (proche de zéro, minimisant les changements dimensionnels sous contrainte thermique)

Super Invar 32-5 (20-100 °C) : 0,0-0,5 × 10⁻⁶ /°C (ultra-faible, avec pratiquement aucune dilatation ou contraction)

Invar 36 (20-300°C) : 2,0-3,0 × 10⁻⁶ /°C (maintient une faible dilatation à des températures modérément élevées)

Super Invar 32-5 (20-300°C) : 1,0-2,0 × 10⁻⁶ /°C (stabilité thermique supérieure à des températures plus élevées)

Conductivité thermique : 10-12 W/(m·K) à 20°C (68°F) pour les deux alliages

Point de fusion : 1420-1460°C (2588-2660°F)

Température de Curie : 230-250°C pour l’Invar 36 ; 210-230°C pour Super Invar 32-5 (température au-dessus de laquelle les propriétés ferromagnétiques diminuent)

Propriétés mécaniques (état recuit) :

Traction:

Invar 36 : 400 à 500 MPa (58 000 à 72 500 psi)

Super Invar 32-5 : 420 à 520 MPa (60 900 à 75 400 psi)

Limite d’élasticité (décalage de 0,2 %) :

Invar 36 : 150 à 220 MPa (21 800 à 31 900 psi)

Super Invar 32-5 : 160 à 230 MPa (23 200 à 33 400 psi)

Allongement (en 50 mm) : 25-35 % pour les deux alliages (excellente ductilité, permettant de former des fils, des rubans et des formes complexes)

Dureté:

Invar 36 : 110-150 HB (dureté Brinell)

Super Invar 32-5 : 120-160 HB (dureté Brinell) (les deux reflétant une bonne usinabilité et une bonne maniabilité)

Propriétés physiques et magnétiques :

Densité:

Invar 36 : 8,0 à 8,2 g/cm³ (0,289 à 0,296 lb/po³)

Super Invar 32-5 : 8,1 à 8,3 g/cm³ (0,292 à 0,299 lb/po³)

Module d’élasticité : 140-150 GPa (20 300-21 700 ksi) à température ambiante pour les deux alliages

Perméabilité magnétique : Ferromagnétique à température ambiante, avec une perméabilité élevée (utile dans les applications magnétiques)

Résistance à la corrosion : Bonne résistance à la corrosion atmosphérique et aux produits chimiques doux, assurant la durabilité dans les environnements industriels ; résistance limitée aux acides et alcalis forts.

Formulaires de produits

L’Invar 36 et le Super Invar 32-5 (UNS K93050) sont fabriqués dans une gamme variée de formes pour s’adapter aux applications spécialisées nécessitant une stabilité thermique extrême :

Barre : Disponible en barre ronde (diamètres de 5 mm à 200 mm) et en barre plate (épaisseur 3 mm à 100 mm, largeur 10 mm à 500 mm), idéale pour l’usinage en quincaillerie de précision, composants structurels et pièces de gestion thermique dans les systèmes optiques et aérospatiaux.

Ruban : Bandes minces et plates (épaisseur 0,01 mm à 0,5 mm, largeur 1 mm à 200 mm) utilisées dans les emballages électroniques, les thermostats et les scellés de précision nécessitant une expansion quasi nulle.

Fil : Le fil Super Invar 32-5 (diamètres de 0,02 mm à 5 mm) offre une uniformité et une flexibilité exceptionnelles, adapté aux bobines fines, aux fils de thermocouple et aux liaisons par fil dans les instruments d’ultra-précision.

Tiges : Tiges cylindriques solides (diamètres de 2 mm à 50 mm) utilisées dans les joints céramique-métal, les supports de capteurs et les outils d’étalonnage.

Tubes et tuyaux : Formes creuses (diamètre extérieur de 3 mm à 150 mm, épaisseur de paroi de 0,1 mm à 10 mm) pour manchons thermiques, tubes de protection pour capteurs et composants de systèmes optiques.

Feuille : Feuilles ultra-minces (épaisseur 0,001 mm à 0,1 mm) utilisées dans les barrières thermiques flexibles, l’électronique à couche mince et les joints de précision.

Plaques et feuilles : Formes plates (plaque : épaisseur 1 mm à 50 mm ; feuille : 0,05 mm à 1 mm) pour la fabrication de montures optiques, de composants laser et de pièces structurelles dans l’instrumentation aérospatiale.

Bande : Bandes étroites et plates (épaisseur 0,05 mm à 1 mm, largeur 2 mm à 200 mm) pour les composants de précision tels que les bimétaux de thermostat, les contacts de relais et les bagues d’étanchéité.

Stock de forgeage : Billettes et lingots pour le forgeage à chaud dans des formes personnalisées, telles que de grandes brides et des composants structurels dans les systèmes aérospatiaux et optiques.

Applications

La dilatation thermique quasi nulle et la stabilité mécanique de l’Invar 36, du Super Invar 32-5 (y compris le Super Invar 32-5 Wire, UNS K93050) sous toutes leurs formes en font des matériaux critiques dans les industries nécessitant une précision et une gestion thermique extrêmes :

Instrumentation optique et de précision :

Systèmes optiques : montures, supports et miroirs (à partir de plaques, de barres et de feuilles) pour les télescopes, les microscopes et les systèmes laser, où une dilatation thermique minimale est essentielle pour maintenir l’alignement.

Équipement de métrologie : étalons d’étalonnage, composants d’interféromètre et échelles de précision (à partir de barres, de tiges et de pièces forgées) nécessitant une stabilité dimensionnelle sur toutes les plages de température.

Horlogerie : Balanciers, spiraux et engrenages de précision (en fil, ruban et bande) assurant un chronométrage précis quels que soient les changements de température.

Aérospatiale et aviation :

Structures aérospatiales : composants pour les antennes satellites, les charges utiles optiques et les systèmes de navigation (à partir de plaques, de barres et de matériaux forgés) où la stabilité thermique est essentielle dans l’espace et les environnements à haute altitude.

Capteurs de train d’atterrissage : Manchons thermiques et tubes de protection (en tube et fil) pour capteurs surveillant les performances du train d’atterrissage, résistant aux fluctuations de température pendant le vol.

Systèmes de fusées et de missiles : composants du système de guidage et montures optiques (à partir de plaques, de barres et de bandes) maintenant la précision pendant les cycles thermiques extrêmes.

Électronique et télécommunications :

Fabrication de semi-conducteurs : Outils et montages de précision (à partir de plaques, de barres et de tiges) pour le traitement des plaquettes, assurant la stabilité dimensionnelle pendant les processus à température contrôlée.

Équipement cryogénique : Composants pour les systèmes d’azote liquide et d’hélium (à partir de tubes, de feuilles et de fils) maintenant l’intégrité à des températures extrêmement basses.

Capteurs thermiques : fils de thermocouple et boîtiers de capteur (à partir de fil, de ruban et de tube) nécessitant une mesure précise sans erreurs induites par la dilatation thermique.

Recherche médicale et scientifique :

Imagerie médicale : Composants pour l’IRM, la tomodensitométrie et les dispositifs médicaux basés sur le laser (à partir de feuilles, de tubes et de fils) nécessitant une stabilité dimensionnelle dans des environnements thermiques variés.

Accélérateurs de particules : Pièces structurelles et joints sous vide (à partir de plaques, de barres et de pièces forgées) maintenant la précision dans les expériences de physique des hautes énergies.

Recherche cryogénique : Conteneurs et tubes (en tube, en feuille et en feuille) pour le stockage et le transport de fluides cryogéniques, résistant à la contraction thermique.

Applications spécialisées par formulaire :

Fil : bobines fines dans les instruments de précision, fils de thermocouple dans les capteurs cryogéniques et liaisons filaires dans la microélectronique.

Plaques/Feuilles : Montures optiques, composants laser et pièces structurelles aérospatiales nécessitant une stabilité thermique extrême.

Tube/Tuyau : Transport de fluides cryogéniques, manchons de protection pour fibres optiques et composants de gestion thermique.

Ruban/Bande : éléments bimétalliques dans les thermostats, joints de précision dans les systèmes de vide et cadres de connexion dans l’électronique à haute stabilité.

En résumé, l’Invar 36 et le Super Invar 32-5 (fil Super Invar 32-5, UNS K93050) - disponibles sous des formes allant de la barre et du fil à la plaque et au stock forgé - offrent une dilatation thermique exceptionnelle, une stabilité mécanique et une compatibilité avec les matériaux. Leurs diverses formes de produits permettent des solutions sur mesure dans les secteurs de l’optique, de l’aérospatiale, de l’électronique et des sciences, les établissant comme des matériaux critiques dans des applications nécessitant une précision et une gestion thermique extrêmes.

Emballage de Emballage standard :

L’emballage en vrac typique comprend du plastique palettisé de 5 gallons/25 kg. seaux, fûts en fibre et en acier à des super sacs de 1 tonne en conteneurs complets (FCL) ou en camions complets (T/L). Les quantités de recherche et d’échantillons ainsi que les matériaux hygroscopiques, oxydants ou autres sensibles à l’air peuvent être emballés sous argon ou sous vide. Les solutions sont emballées dans des bocaux en polypropylène, en plastique ou en verre jusqu’à des bacs liquides palettisés de 1487 gallons. Un emballage spécial est disponible sur demande.