INVAR

1. Extreem lage thermische uitzettingscoëfficiënt (kernvoordeel): Binnen het temperatuurbereik van -100 graden tot +200 graden is de gemiddelde lineaire uitzettingscoëfficiënt kleiner dan of gelijk aan 1,8 × 10⁻⁶ / graad, aanzienlijk lager dan bij gewoon koolstofstaal en roestvrij staal, waardoor uitzetting van bijna nul mogelijk is.
2. Uitstekende dimensionele stabiliteit: Na een stabilisatiebehandeling zijn de dimensionele veranderingen tijdens langdurig gebruik-minimaal, waardoor het geschikt is voor precisie-instrumenten en metrologische standaarden.
3. Goede ductiliteit en verwerkbaarheid: in de gegloeide toestand bedraagt ​​de rek 30-40%, waardoor verschillende vormbewerkingen mogelijk zijn, zoals koudwalsen, koudtrekken, stempelen en machinaal bewerken.
4. Superieure prestaties bij lage- temperaturen: bij -196 graden (temperatuur van vloeibare stikstof) is er geen overgang van ductiel-naar bros, waardoor de goede sterkte en taaiheid behouden blijft; het is een kernmateriaal voor de opslag en het transport van LNG.
5. Goede lasbaarheid: kan worden samengevoegd met behulp van methoden zoals TIG-lassen, weerstandslassen en elektronenstraallassen. Spanningsvrij gloeien na het lassen kan de eigenschappen met lage uitzetting- herstellen.
6. Voldoet aan meerdere internationale normen: ASTM B753 / ASTM F1684, UNS K93600, GB/T 15018 (4J36), enz.

A:

De lage expansie-eigenschappen van INVAR komen voort uit het Invar-effect, een fysisch fenomeen veroorzaakt door ferromagnetisme:
1. Balans tussen magnetostrictie en roosterthermische trillingen: Beneden de Curietemperatuur (ongeveer 230 graden) bevindt INVAR zich in een ferromagnetische toestand. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de magnetisatie af, wat leidt tot het 'magnetostrictie'-effect.-Spontane magnetisatie in ferromagneten heeft de neiging volume-expansie te veroorzaken. Ondertussen resulteren atomaire thermische trillingen ook in normale thermische uitzetting van het rooster.
2. Wederzijdse opheffing van positieve en negatieve effecten: deze twee effecten heffen elkaar precies op in INVAR-wanneer de temperatuur stijgt, breiden atomaire thermische trillingen het rooster uit, maar de afname van de magnetische orde leidt tot een samentrekking door magnetostrictie die deze uitzetting precies in evenwicht houdt. Bijgevolg vertoont de legering een extreem lage thermische uitzettingscoëfficiënt over een breed temperatuurbereik van -100 graden tot +200 graden.
3. Falen boven het Curiepunt: Wanneer de temperatuur het Curiepunt overschrijdt, gaat de legering over van ferromagnetisme naar paramagnetisme, verliest zijn magnetisme en keert terug naar normaal positief expansiegedrag. De thermische uitzettingscoëfficiënt springt dan naar ongeveer 12 × 10⁻⁶/graad, vergelijkbaar met die van gewoon staal.

De warmtebehandeling van INVAR heeft een beslissende invloed op de uiteindelijke microstructurele stabiliteit en maatnauwkeurigheid:
1. Gloeien (spanningsverlichting, homogenisatie): verwarmen tot 815-830 graden (1525 graden F), gedurende 0,5 uur per inch dikte vasthouden, ovenkoeling met een snelheid van minder dan of gelijk aan 200 graden F per uur, en luchtkoeling na afkoeling onder 600 graden F.
2. Stabilisatiebehandeling (aanbevolen voor onderdelen met hoge-precisie): 10-20 uur op 300-400 graden houden, daarna langzaam afkoelen tot kamertemperatuur om restspanningen te elimineren, de austenitische structuur te stabiliseren en dimensionale drift tijdens daaropvolgend gebruik te minimaliseren.
3. Behandeling tegen spanning (na bewerking): 1-2 uur op 200-300 graden houden en vervolgens aan de lucht laten afkoelen om vervorming veroorzaakt door bewerkingsspanningen te voorkomen.
Opmerking: INVAR is zeer gevoelig voor de afkoelsnelheid tijdens de warmtebehandeling. Snelle afkoeling kan leiden tot oververzadiging van austeniet, wat resulteert in transformatie van de neerslagfase tijdens daaropvolgend gebruik en veranderingen in de thermische uitzettingscoëfficiënt veroorzaakt. Daarom moeten alle warmtebehandelingen worden uitgevoerd met behulp van een langzame afkoelingsmethode.

Effectieve werktemperatuur (met stabiele lage expansieprestaties):
Het wordt aanbevolen om een ​​temperatuur van minder dan of gelijk aan 200 graden te hebben, waarbij een extreem lage thermische uitzettingscoëfficiënt en uitstekende maatvastheid kunnen worden gehandhaafd. Het optimale temperatuurbereik voor gebruik is van -100 graden tot +100 graden.
Prestaties bij lage- temperaturen:
INVAR behoudt een goede sterkte en taaiheid bij -196 graden (temperatuur van vloeibare stikstof) zonder ductiele-overgang naar bros, waardoor het een ideaal materiaal is voor de opslag en het transport van LNG (-162 graden).
Hoge-temperatuurlimiet:
Wanneer de temperatuur de 230 graden (Curiepunt) overschrijdt, gaat de legering over van ferromagnetisch naar paramagnetisch, waardoor de lage -expansie-eigenschappen verloren gaan. De thermische uitzettingscoëfficiënt neemt sterk toe tot ongeveer 12 × 10⁻⁶/graad, vergelijkbaar met die van gewoon staal. Daarom is INVAR niet geschikt voor omgevingen met hoge-temperaturen boven de 230 graden.
Temperatuurcycluseffecten:
Elke thermische cyclus die het Curiepunt overschrijdt, zal de lage-expansie-eigenschappen permanent veranderen, omdat de magnetische structuur na afkoeling niet volledig naar de oorspronkelijke staat kan herstellen.

INVAR heeft goede laseigenschappen, maar let op de volgende punten:
1. Aanbevolen lasmethoden: TIG (Tungsten Inert Gas-lassen), weerstandslassen en elektronenstraallassen.
2. Voorbereiding vóór- het lassen: het lasgebied moet strikt worden gereinigd om olie, aanslag en vocht te verwijderen.
3. Beschermgas: argongas met hoge-zuiverheid moet worden gebruikt voor lassen en bescherming van de achterkant om oxidatie bij hoge- temperaturen te voorkomen.
4. Na-lasbehandeling: het wordt aanbevolen om na het lassen spanningsvrijgloeien- uit te voeren (ongeveer 600-650 graden F) om korrelgroei of neergeslagen fasen te elimineren die kunnen optreden in de door hitte beïnvloede zone, en veranderingen in lokale uitzettingscoëfficiënten te vermijden.
5. Vulmetaal: Het wordt aanbevolen om INVAR-vuldraad van hetzelfde materiaal te gebruiken om ervoor te zorgen dat de lage uitzettingsprestaties van de lasnaad overeenkomen met die van het basismateriaal.
6. Belangrijkste voorzorgsmaatregelen: INVAR heeft een lage thermische geleidbaarheid (ongeveer 10 W/(m·K)), dus de verwarmingssnelheid moet tijdens het lassen worden gecontroleerd om thermische spanningsconcentratie te voorkomen.

Gedeeltelijke vervanging is mogelijk, maar moet worden geëvalueerd op basis van specifieke temperatuurbereiken en nauwkeurigheidseisen:
Voordelen van INVAR:
1. Het heeft een extreem lage thermische uitzettingscoëfficiënt (minder dan of gelijk aan 1,8 × 10⁻⁶ / graad) binnen het bereik van -100 graden tot +200 graad, waardoor het een klassieke legering met lage expansie is met de breedste toepassing en de meest volwassen technologie.
2. Het vertoont een goede verwerkbaarheid en lasbaarheid, waardoor het in verschillende vormen kan worden gevormd.
3. Het beschikt over uitstekende eigenschappen bij lage- temperaturen en is een kernmateriaal voor de opslag en het transport van LNG.
Beperkingen van INVAR:
Inadequate high-temperature (>230 graden) prestaties:
De thermische uitzettingscoëfficiënt stijgt scherp boven het Curiepunt, waardoor het ongeschikt is voor omgevingen met hoge- temperaturen. Voor toepassingen tussen 200 en 400 graden kunt u 4J32 overwegen (met ongeveer 32% nikkelgehalte, wat een stabielere thermische uitzettingscoëfficiënt biedt over een lager temperatuurbereik) of 4J40.
Algemene corrosieweerstand:
Het is gevoelig voor corrosie in omgevingen met zoutnevel of zwavel{0}}en vereist oppervlaktebescherming. Voor toepassingen met hoge eisen aan de corrosieweerstand kan roestvrij Invar (roestvrij Invar, 54Co-9Cr-Fe) worden overwogen.
Dimensionale drift op lange- termijn:
Bij langdurige opslag bij kamertemperatuur kunnen kleine maatveranderingen optreden. Stabilisatiebehandeling is vereist voor toepassingen met hoge- precisie.
Aanbevelingen voor materiaalkeuze:
Geef gedetailleerde bedrijfsomstandigheden (temperatuurbereik, nauwkeurigheidseisen, gemiddelde omgeving, levensduur) op voor specifieke materiaalkeuze. We kunnen u helpen met technische en economische vergelijkingsanalyses om u te helpen de optimale keuze te maken tussen INVAR en andere legeringssoorten met lage- expansie.
Voor offertes over specifieke specificaties, materiaaltestrapporten of technische parameterbladen kunt u contact opnemen met onze verkoopingenieurs. We ondersteunen indien nodig het aanpassen van afmetingen, warmtebehandelingsomstandigheden en oppervlaktebehandelingen en bieden een volledige set internationaal gecertificeerde documenten.