Инвар 36, Супер Инвар 32-5 Род, UNS K93603

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

Invar 36, провод Super Invar 32-5, UNS K93050 — введение с составом, свойствами, применениями и формами продуктов

Invar 36 вместе со своей высокопроизводительной версией Super Invar 32-5, обозначенной UNS K93050, представляет собой семейство никелево-железных сплавов, известных своим почти нулевым коэффициентом теплового расширения (CTE) при комнатной температуре и ниже. Эта исключительная характеристика делает их незаменимыми в приложениях, где устойчивость размерности при экстремальных колебаниях температуры крайне важна. Invar 36 широко известен своими свойствами низкого расширения, а Super Invar 32-5 обеспечивает ещё более точный контроль над тепловым расширением, что делает его идеальным для сверхточных применений. Оба сплава доступны в широком спектре форм для удовлетворения различных промышленных потребностей, включая прут (круглый брусок, плоский стержень), ленту, проволоку, стержни, трубку, фольгу, пластину, лист, полосу и ковочный материал. Особенно ценится провод Super Invar 32-5 за свои однородные тепловые свойства, гибкость и точность, что делает его идеальным для сложных компонентов в оптике, аэрокосмической и электронной промышленности. Ниже приведён подробный обзор их химического состава, ключевых свойств, практических применений и доступных форм продукции.

Химический состав

Точно сбалансированный химический состав Invar 36 и Super Invar 32-5 (UNS K93050) лежит в основе их исключительно низкого теплового расширения и механической устойчивости. Типичный состав

(по весу) выглядит следующим образом:

Инвар 36:

Никель (Ni): 35-37% (основной элемент, отвечающий за почти нулевой CTE сплава, обеспечивающий исключительную термическую стабильность)

Железо (Fe): 63-65% (уравновешивает сплав, обеспечивает прочность конструкции и термическую устойчивость)

Углерод (C): ≤ 0,05% (держится низко, чтобы избежать образования карбида, что может нарушать тепловую однородность)

Марганец (Миннесота): ≤ 0,5% (способствует раскислению во время производства, улучшает пластичность и уменьшает включения)

Кремний (Si): ≤ 0,3% (контролируется для предотвращения включения оксидов, которые могут нарушить термическую консистентность)

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

Фосфор (P): ≤ 0,02% (поддерживается низким уровнем для защиты коррозионной устойчивости и предотвращения слабости границы зерна)

Супер Инвар 32-5:

Никель (Ni): 31-33% (оптимизирован для ещё более низкого теплового расширения, чем Invar 36)

Железо (Fe): 62-64%

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

Углерод (C): ≤ 0,03%

Марганец (Миннесота): ≤ 0,3%

Кремний (Si): ≤ 0,2%

Сера (S): ≤ 0,01%

Фосфор (P): ≤ 0,01%

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

Ключевые свойства

Invar 36, Super Invar 32-5 (включая провод Super Invar 32-5, UNS K93050) и их различные формы обладают необычными свойствами, которые делают их незаменимыми в приложениях, требующих экстремальной термической стабильности:

Свойства теплового расширения:

Коэффициент теплового расширения (CTE):

Инвар 36 (20-100°C): 0,5-1,5 × 10⁻⁶ /°C (близка к нулю, минимизирует изменения размеров под тепловым напряжением)

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

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

Super Invar 32-5 (20-300°C): 1.0-2.0 × 10⁻⁶ /°C (превосходная термическая стабильность при 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, при которой уменьшаются ферромагнитные свойства)

Механические свойства (состояние отжигания):

Прочность на растяжение:

Инвар 36: 400-500 МПа (58 000-72 500 psi)

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

Предел текучести (смещение 0,2%):

Инвар 36: 150-220 МПа (21 800-31 900 psi)

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

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

Твёрдость:

Инвар 36: 110-150 HB (твёрдость Бринелла)

Super Invar 32-5: 120-160 HB (твёрдость Бринелла) (оба отражают хорошую обрабатываемость и рабочую пригодность)

Физические и магнитные свойства:

Плотность:

Инвар 36: 8,0-8,2 г/см³ (0,289-0,296 фунт/ин³)

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

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

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

Коррозионная устойчивость: хорошая устойчивость к атмосферной коррозии и мягким химикатам, обеспечивая долговечность в промышленных условиях; ограниченная устойчивость к сильным кислотам и щелочам.

Формы произведений

Invar 36 и Super Invar 32-5 (UNS K93050) выпускаются в различных вариантах для специализированных задач, требующих экстремальной термической стабильности:

Планка: доступна в виде круглой (диаметры от 5 мм до 200 мм) и плоской планки (толщина 3–100 мм, ширина 10–500 мм), идеально подходит для обработки точной железы, конструктивных компонентов и тепловых компонентов в оптических и аэрокосмических системах.

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

Провод: Провод Super Invar 32-5 (диаметры от 0,02 мм до 5 мм) обеспечивает исключительную равномерность и гибкость, подходящую для тонких катушек, термопарных проводов и соединений проводов в сверхточных приборах.

Стержни: Цельные цилиндрические стержни диаметром от 2 мм до 50 мм, используемые в герметиках керамико-металл, опорах сенсоров и калибровочных инструментах.

Труба и труба: полые формы (внешний диаметр 3–150 мм, толщина стенки 0,1–10 мм) для термических втулок, защитных трубок для датчиков и компонентов в оптических системах.

Фольга: Ультратонкие листы (толщина 0,001–0,1 мм), используемые в гибких тепловых барьерах, тонкоплёночных электронных материалах и прецизионных прокладках.

Пластины и листы: плоские формы (пластина: толщина от 1 мм до 50 мм; лист: 0,05–1 мм) для изготовления оптических креплений, лазерных компонентов и конструктивных деталей в аэрокосмической технике.

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

Ковочный приклад: заготовки и слитки для горячей ковки в индивидуальные формы, такие как крупные фланцы и конструктивные компоненты в аэрокосмических и оптических системах.

Применение

Почти нулевое тепловое расширение и механическая устойчивость Invar 36, Super Invar 32-5 (включая Super Invar 32-5 Wire, UNS K93050) в различных формах делают их критичными материалами в отраслях, требующих экстремальной точности и термического управления:

Оптическая и прецизионная приборная система:

Оптические системы: крепления, кронштейны и зеркала (от пластины, планки и листа) для телескопов, микроскопов и лазерных систем, где минимальное тепловое расширение критически важно для поддержания выравнивания.

Метрологическое оборудование: калибровочные стандарты, компоненты интерферометра и прецизионные весы (от стержня, стержня и ковочного материала), требующие стабильности размеров в разных температурных диапазонах.

Часы и часовое дело: балансируйте колёса, пружины и прецизионные шестерёнки (от проволоки, ленты и полосы), обеспечивая точное отчёт времени независимо от перепадов температуры.

Аэрокосмическая и авиационная отрасль:

Аэрокосмические конструкции: компоненты для спутниковых антенн, оптических полезных нагрузок и навигационных систем (из пластин, планки и ковочного материала), где термическая стабильность критически важна в космосе и на большой высоте.

Датчики шасси: термические втулки и защитные трубки (от трубы и провода) для контроля работы шасси, сопротивляющихся колебаниям температуры во время полёта.

Ракетные и ракетные системы: компоненты системы наведения и оптические крепления (от пластин, планки и полосы) поддерживают точность во время экстремальных тепловых циклов.

Электроника и телекоммуникации:

Производство полупроводников: прецизионные инструменты и приспособления (от пластин, прутня и стержня) для обработки пластин, обеспечивающие стабильность размеров при процессах с контролируемой температурой.

Криогенное оборудование: компоненты для систем с жидким азотом и гелием (из трубок, листов и проводов), сохраняющие целостность при крайне низких температурах.

Тепловые датчики: Термопарные провода и корпуса датчиков (от провода, ленты и трубки), требующих точного измерения без ошибок, вызванных тепловым расширением.

Медицинские и научные исследования:

Медицинская визуализация: компоненты для МРТ, КТ и лазерных медицинских устройств (от листов, трубок и провода), требующие размерной стабильности в различных тепловых условиях.

Ускорители частиц: конструктивные детали и вакуумные уплотнения (от пластин, прутка и ковочного материала), поддерживающие точность в экспериментах по физике высоких энергий.

Криогенные исследования: контейнеры и трубки (из трубки, листа и фольги) для хранения и транспортировки криогенных жидкостей, противостоящих термическому сжатию.

Специализированные приложения по форме:

Провод: тонкие катушки в прецизионных приборах, термопарные провода в криогенных датчиках и проводные связи в микроэлектронике.

Пластины/листы: оптические крепления, лазерные компоненты и аэрокосмические конструктивные детали, требующие экстремальной термической устойчивости.

Трубка/труба: криогенный транспорт жидкости, защитные втулки для оптических волокон и компоненты теплового управления.

Лента/Лента: биметаллические элементы в термостатах, прецизионные уплотнения в вакуумных системах и свинцовые рамы в электронике с высокой устойчивостью.

В итоге, Invar 36 и Super Invar 32-5 (Super Invar 32-5 Wire, UNS K93050) — доступные в вариантах от стержня и проволоки до пластин и ковки — обеспечивают исключительное почти нулевое тепловое расширение, механическую устойчивость и совместимость с материалами. Их разнообразные формы продукции позволяют разрабатывать индивидуальные решения в оптике, аэрокосмической, электронике и научных отраслях, завоевая их как критически важные материалы в приложениях, требующих высокой точности и термического управления.

Упаковка Стандартная упаковка:

Типичная упаковка оптом включает паллетированный пластик объемом 5 галлонов/25 кг. ведра, волокнистые и стальные бочки до супермешков по 1 тонне в полном контейнере (FCL) или грузовиках (T/L). Исследовательские и пробные количества, а также гигроскопические, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут упаковываться под аргон или вакуум. Растворы упаковываются в полипропиленовых, пластиковых или стеклянных банках до паллетированных жидких контейнеров на 1471 галлон. Специальный пакет доступен по запросу.