Инвар 36, Супер Инвар 32-5 Пластина, UNS K93050

Инвар 36, Супер Инвар 32-5 провод, UNS K93050

Инвар 36, Супер Инвар 32-5 Провод, UNS K93050 - Введение с составом, свойствами, применением и формами продукта

Invar 36, наряду с его высокоэффективным вариантом Super Invar 32-5, обозначенным UNS K93050, представляет собой семейство никель-железных сплавов, известных своим почти нулевым коэффициентом теплового расширения (CTE) при комнатной температуре и ниже. Эта исключительная характеристика делает их незаменимыми в тех случаях, когда стабильность размеров при экстремальных колебаниях температуры имеет решающее значение. Invar 36 широко известен своими свойствами низкого расширения, в то время как Super Invar 32-5 обеспечивает еще более строгий контроль над тепловым расширением, что делает его идеальным для сверхточных приложений. Оба сплава доступны в широком ассортименте форм для удовлетворения различных промышленных потребностей, включая прутки (круглые прутки, плоские прутки), ленты, проволоку, прутки, трубы, фольгу, пластины, листы, полосы и поковочные материалы. Провод Super Invar 32-5, в частности, ценится за его однородные тепловые свойства, гибкость и точность, что делает его идеальным для сложных компонентов в оптической, аэрокосмической и электронной промышленности. Ниже приведен подробный обзор их химического состава, ключевых свойств, практического применения и доступных форм продукции.

Химический состав

Точно сбалансированный химический состав Инвар 36 и Супер Инвар 32-5 (UNS K93050) является основой их исключительного низкого теплового расширения и механической стабильности. Типовой состав

(по весу) выглядит следующим образом:

Инвар 36:

Никель (Ni): 35-37% (основной элемент, отвечающий за почти нулевую КЛТР сплава, обеспечивающую исключительную термическую стабильность)

Железо (Fe): 63-65% (уравновешивает сплав, обеспечивая структурную прочность и поддерживая термическую стабильность)

Углерод (C): ≤ 0,05% (поддерживается на низком уровне, чтобы избежать образования карбида, который может нарушить термическую однородность)

Марганец (Mn): ≤ 0,5% (способствует окислению во время производства, улучшая пластичность и уменьшая количество включений)

Кремний (Si): ≤ 0,3% (контролируется для предотвращения образования оксидных включений, которые могут нарушить термическую стабильность)

Сера (S): ≤ 0,01% (строго ограничена для обеспечения хорошей пластичности и предотвращения охрупчивания)

Фосфор (P): ≤ 0,02% (поддерживается на низком уровне для сохранения коррозионной стойкости и предотвращения ослабления границ зерен)

Супер Инвар 32-5:

Никель (Ni): 31-33% (оптимизирован для достижения еще более низкого теплового расширения по сравнению с инваром 36)

Железо (Fe): 62-64%

Кобальт (Co): 4-6% (добавляется для дальнейшего снижения CTE и повышения термической стабильности при низких температурах)

Углерод (C): ≤ 0,03%

Марганец (Mn): ≤ 0,3%

Кремний (Si): ≤ 0,2%

Сера (S): ≤ 0,01%

Фосфор (P): ≤ 0,01%

Эти тщательно спроектированные композиции обеспечивают характерное для сплавов низкое тепловое расширение, обеспечивая минимальные изменения размеров в широком диапазоне температур и совместимость с такими материалами, как стекло, керамика и некоторые металлы в высокоточных сборках.

Основные свойства

Invar 36, Super Invar 32-5 (включая Super Invar 32-5 Wire, UNS K93050) и их различные формы демонстрируют исключительные свойства, которые делают их незаменимыми в приложениях, требующих чрезвычайной термической стабильности:

Свойства теплового расширения:

Коэффициент теплового расширения (КЛТР):

Инвар 36 (20-100°C): 0,5-1,5 × 10⁻⁶ /°C (близкое к нулю, минимизация изменения размеров при термическом напряжении)

Super Invar 32-5 (20-100°C): 0,0-0,5 × 10⁻⁶ /°C (сверхнизкий, практически без расширения или сжатия)

Инвар 36 (20-300°C): 2,0-3,0 × 10⁻⁶ /°C (поддерживает низкое расширение при умеренно повышенных температурах)

Super Invar 32-5 (20-300°C): 1,0-2,0 × 10⁻⁶ /°C (превосходная термическая стабильность при более высоких температурах)

Теплопроводность: 10-12 Вт/(м·К) при 20°C (68°F) для обоих сплавов

Температура плавления: 1420-1460 °C (2588-2660 °F)

Температура Кюри: 230-250°C для инвара 36; 210-230°C для Super Invar 32-5 (температура, выше которой ферромагнитные свойства снижаются)

Механические свойства (в состоянии отжига):

Прочность на разрыв:

Инвар 36: 400-500 МПа (58 000-72 500 фунтов на кв. дюйм)

Супер Инвар 32-5: 420-520 МПа (60,900-75,400 фунтов на квадратный дюйм)

Предел текучести (смещение 0,2%):

Инвар 36: 150-220 МПа (21 800-31 900 фунтов на кв. дюйм)

Супер Инвар 32-5: 160-230 МПа (23,200-33,400 фунтов на кв. дюйм)

Относительное удлинение (в 50 мм): 25-35% для обоих сплавов (отличная пластичность, позволяющая формовать в проволоку, ленты и сложные формы)

Твёрдость:

Инвар 36: 110-150 HB (твердость по Бринеллю)

Super Invar 32-5: 120-160 HB (твердость по Бринеллю) (оба отражают хорошую обрабатываемость и обрабатываемость)

Физические и магнитные свойства:

Плотность:

Инвар 36: 8,0–8,2 г/см³ (0,289–0,296 фунта/дюйм³)

Super Invar 32-5: 8,1-8,3 г/см³ (0,292-0,299 фунта/дюйм³)

Модуль упругости: 140-150 ГПа (20,300-21,700 ksi) при комнатной температуре для обоих сплавов

Магнитная проницаемость: ферромагнитная при комнатной температуре, с высокой магнитной проницаемостью (полезно в магнитных приложениях)

Коррозионная стойкость: хорошая устойчивость к атмосферной коррозии и мягким химическим веществам, обеспечивающая долговечность в промышленных условиях; ограниченная устойчивость к сильным кислотам и щелочам.

Формы продукции

Invar 36 и Super Invar 32-5 (UNS K93050) производятся в различных формах для специализированных применений, требующих чрезвычайной термической стабильности:

Пруток: Доступен в виде круглого прутка (диаметр от 5 мм до 200 мм) и плоского прутка (толщина от 3 мм до 100 мм, ширина от 10 мм до 500 мм), идеально подходит для обработки прецизионного оборудования, конструкционных компонентов и деталей с терморегулированием в оптических и аэрокосмических системах.

Лента: тонкие плоские полосы (толщина от 0,01 мм до 0,5 мм, ширина от 1 мм до 200 мм), используемые в электронной упаковке, термостатах и прецизионных швах, требующих почти нулевого расширения.

Проволока: Проволока Super Invar 32-5 (диаметр от 0,02 мм до 5 мм) обеспечивает исключительную однородность и гибкость, подходит для тонких катушек, выводов термопар и проволочных соединений в сверхточных приборах.

Стержни: цельные цилиндрические стержни (диаметр от 2 мм до 50 мм), используемые в металлокерамических уплотнениях, опорах датчиков и калибровочных инструментах.

Трубы и трубы: полые формы (внешний диаметр от 3 мм до 150 мм, толщина стенки от 0,1 мм до 10 мм) для терморукавов, защитных трубок для датчиков и компонентов в оптических системах.

Фольга: Ультратонкие листы (толщина от 0,001 мм до 0,1 мм), используемые в гибких термобарьерах, тонкопленочной электронике и прецизионных прокладках.

Пластина и лист: плоские формы (пластина: толщина от 1 мм до 50 мм; лист: от 0,05 мм до 1 мм) для изготовления оптических креплений, лазерных компонентов и конструкционных деталей в аэрокосмическом приборостроении.

Полоса: узкие плоские полосы (толщина от 0,05 мм до 1 мм, ширина от 2 мм до 200 мм) для прецизионных компонентов, таких как биметаллы термостата, контакты реле и уплотнительные кольца.

Поковочный материал: заготовки и слитки для горячей штамповки в нестандартные формы, такие как большие фланцы и конструкционные компоненты в аэрокосмических и оптических системах.

Приложений

Близкое к нулю тепловое расширение и механическая стабильность Invar 36, Super Invar 32-5 (включая Super Invar 32-5 Wire, UNS K93050) в различных формах делают их критически важными материалами в отраслях, требующих предельной точности и терморегулирования:

Оптические и прецизионные приборы:

Оптические системы: крепления, кронштейны и зеркала (из пластин, стержней и листов) для телескопов, микроскопов и лазерных систем, где минимальное тепловое расширение имеет решающее значение для поддержания юстировки.

Метрологическое оборудование: калибровочные стандарты, компоненты интерферометра и прецизионные весы (из прутков, прутков и поковочной заготовки), требующие стабильности размеров в различных температурных диапазонах.

Часы и часовое дело: балансовые колеса, спирали и прецизионные шестерни (из проволоки, ленты и полосы) обеспечивают точный хронометраж независимо от изменений температуры.

Аэрокосмическая и авиационная промышленность:

Аэрокосмические конструкции: компоненты для спутниковых антенн, оптических полезных нагрузок и навигационных систем (из листов, стержней и поковочных материалов), где термическая стабильность имеет решающее значение в космосе и на большой высоте.

Датчики шасси: Терморукава и защитные трубки (из трубки и провода) для датчиков, контролирующих работу шасси, устойчивых к колебаниям температуры во время полета.

Ракеты и ракетные системы: компоненты системы наведения и оптические крепления (из пластин, стержней и полос) для поддержания точности во время экстремальных тепловых циклов.

Электроника и телекоммуникации:

Производство полупроводников: прецизионные инструменты и приспособления (из пластин, прутков и стержней) для обработки пластин, обеспечивающие стабильность размеров в процессах с контролируемой температурой.

Криогенное оборудование: компоненты для систем жидкого азота и гелия (из труб, листов и проволоки), сохраняющие целостность при экстремально низких температурах.

Тепловые датчики: провода термопар и корпуса датчиков (из проволоки, ленты и трубки), требующие точных измерений без ошибок, вызванных тепловым расширением.

Медицинские и научные исследования:

Медицинская визуализация: компоненты для МРТ, компьютерной томографии и лазерных медицинских устройств (из листов, трубок и проволоки), требующие стабильности размеров в различных температурных средах.

Ускорители частиц: конструкционные детали и вакуумные уплотнения (из пластин, стержней и поковочной заготовки) для поддержания точности в экспериментах по физике высоких энергий.

Исследования в области криогеники: контейнеры и трубки (из труб, листов и фольги) для хранения и транспортировки криогенных жидкостей, устойчивых к термическому сжатию.

Специализированные приложения по форме:

Проволока: тонкие катушки в прецизионных приборах, выводы термопар в криогенных датчиках и проволочные связи в микроэлектронике.

Пластины/листы: оптические крепления, лазерные компоненты и детали аэрокосмических конструкций, требующие исключительной термической стабильности.

Труба/труба: Криогенная транспортировка жидкостей, защитные рукава для оптических волокон и компоненты терморегулирования.

Лента/полоса: биметаллические элементы в термостатах, прецизионные уплотнения в вакуумных системах и выводные рамки в высокостабильной электронике.

Таким образом, Invar 36 и Super Invar 32-5 (Super Invar 32-5 Wire, UNS K93050) — доступные в формах от прутков и проволоки до листов и поковок — обеспечивают исключительное почти нулевое тепловое расширение, механическую стабильность и совместимость материалов. Их разнообразные формы продукции позволяют создавать индивидуальные решения для оптической, аэрокосмической, электронной и научной отраслей, делая их критически важными материалами в приложениях, требующих предельной точности и терморегулирования.

Упаковка Стандартная упаковка:

Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 1489 галлонов для жидкости на поддонах Специальная упаковка доступна по запросу.