Что такое инвар: Инвар – это… Что такое Инвар?
alexxlab | 20.04.2020 | 0 | Разное
Инвар – это… Что такое Инвар?
 |
| Инвар |
 |
| Внешний вид: серебристо-серый с металлическим блеском |
| Химический состав |
| Тип сплава |
| Однофазный инварный, нержавеющий сплав на основе железа. Прецизионный сплав. |
| Физические свойства |
Плотность: 8130 кг/м³ Диапазон рабочих температур: от −100 до +100 °C Коррозионная стойкость: высокая |
| Маркировка |
| FeNi36 |
| Аналоги |
| Ковар, Элинвар |
| Применение |
| Торговые марки |
| Invar™ |
См. также: Инварные сплавы
Инвар (лат. invariabilis — неизменный) — сплав, состоящий из никеля (Ni, 36 %) и железа (Fe, остальное). Именуется как FeNi36, 64FeNi в США, российские аналоги именуются по ГОСТ как 36Н[1].
«Invar» — зарегистрированная торговая марка компании ArcelorMittal, но сплавы с таким составом изготавливаются и другими компаниями.
История
Первый из открытых инварных сплавов, был найден швейцарским ученым Ш. Гийомом в 1899 году. В 1920 году он получил Нобелевскую премию по физике за открытие важного сплава для производства точных инструментов и приборов.
Физические свойства
Коэффициент теплового расширения сплавов железа/никель в зависимости от процентного содержания никеля. Ярко выраженный минимум при концентрации никеля 36 %Инвар имеет однофазную внутреннюю структуру. Плотность 8130 кг/м³, температура плавления 1425 °C. Сплав обладает малым температурным коэффициентом линейного расширения и практически не расширяется в интервале температур от −100 до +100 °C. Коэффициент теплового расширения 1,2·10 −6/°C на промежутке от −20 до 100 °C. Очень чистые сплавы (Co < 0,1 %) имеют еще меньший коэффициент линейного расширения 0,62—0,65·10−6/°C.
Природа свойств
Эффект исчезновения теплового расширения материала возникает в связи с тем, что магнитострикция точно компенсирует тепловое расширение.
Прецизионные сплавы
Разные прецизионные сплавы имеют различные характеристики:
- 32НК-ВИ (англ. Inovco) (Ni — 33 %, Co — 4,5 %, Fe — остальное) в отоженном состоянии имеет температурный коэффициент линейного расширения α не более 1,5·10−6/°C (в диапазоне −60 — 100 °C). Особо чистые сплавы имеют α до 0,55·10−6/°C (в диапазоне 20 — 100 °C).[1]
- 42Н (англ. NILO, FeNi42), содержащий 42 % никеля имеет α ≈ 5,3·10
- 29НК (англ. Kovar и англ. Dilver P) (Co 17 %, Ni 29 %, Fe — остальное) имеют температурный коэффициент линейного расширения как и у боросиликатного стекла, поэтому применяются в оптике, которая может работать в широком диапазоне температур, например на спутниках.
Применение
Используется в точном приборостроении для изготовления мерных проволок в геодезии, эталонов длины, деталей часовых механизмов (маятников хронометров, пружин), деталей барографов и высотомеров и др. Применялся в трубе космического телескопа «Астрон». Стоек против коррозии, хорошо обрабатывается.
Примечания
- ↑ 1 2 ГОСТ 10994-74. Сплавы прецизионные. Марки.
См. также
инвар – это… Что такое инвар?
ИНВА́Р -а; м. [англ. invar] Сплав железа и никеля с очень малым коэффициентом теплового расширения (применяется для изготовления деталей точных измерительных приборов). Деталь из инвара.
(от лат. invariabilis — неизменный), магнитный сплав Fe (основа) с Ni (36%), обладающий малым температурным коэффициентом линейного расширения. Выпускается также суперинвар (64% Fe, 32% Ni, 4% Co) и нержавеющий инвар (54% Со, 37% Fe, 9% Cr). Из инвара изготовляют главным образом детали измерительных приборов очень высокой точности.
ИНВА́Р (от лат. invariabilis — неизменный), магнитный сплав Fe (основа) с Ni (36%), обладающий малым температурным коэффициентом линейного расширения. Впервые получен во Франции в 1896 Ш. Гильомом.Плотность 8130 кг/м3, температура плавления 1425°C. Сплав стоек против коррозии, хорошо обрабатывается. Инвар обладает минимальным температурным коэффициентом линейного расширения и практически не расширяется в интервале температур от -100 до +100 °C. Инварный эффект проявляется в области концентраций сплава вблизи 36% Ni. В области составов от 36 до 60% Ni сплавы могут иметь от 1
Величина электросопротивления в сплаве Fe – Ni в зависимости от состава проходит через максимум при содержании в сплаве 30% Ni, причем его значение для инвара почти в 10 раз выше, чем для исходных компонентов.
Температурный коэффициент модуля упругости для сплавов, содержащих от 29 до 44% Ni, находится в области положительных значений, максимальной величиной обладает сплав с 36% Ni.
Выпускаются также суперинвар (64% Fe, 32%Ni, 4% Co), который имеет очень низкий коэффициент теплового расширения менее 1 .10-6К-1, и нержавеющий инвар (54% Co, 37% Fe, 9% Cr).
Из инвара изготовляют главным образом детали измерительных приборов очень высокой точности. Инвар используется в точном приборостроении для изготовления мерных проволок в геодезии, эталонов длины, деталей часовых механизмов, деталей барографов и высотомеров и др.
Инвар – это… Что такое Инвар?
инвар — а, м. invar m. < invariable <лат. invariabilis неизменяемый. Сплав никеля с железом, с чрезвычайно малым коэффициентом расширения, почти в 10 раз меньшим, чем коэффициент расширения железа. ТЭ 1929 9 39. Инвар .. удобен для изготовления мер … Исторический словарь галлицизмов русского языка
ИНВАР — (от лат. invariabilis неизменный) магнитный сплав Fe (основа) с Ni (36%), обладающий малым температурным коэффициентом линейного расширения. Выпускается также суперинвар (64% Fe, 32%Ni, 4% Co) и нержавеющий инвар (54% Co, 37% Fe, 9% Cr). Из… … Большой Энциклопедический словарь
ИНВАР — ИНВАР, сплав, содержащий около 64% железа, 36% никеля и небольшое количество углерода. Т.к. сплав мало подвержен тепловому расширению, его используют в измерительных приборах, таких как нивелирные рейки … Научно-технический энциклопедический словарь
инвар — сущ., кол во синонимов: 2 • сплав (252) • суперинвар (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
инвар — 1. Ферромагнитный сплав на основе Fe, содержащий от 32 до 40 % Ni, Cr, Co, Cu, Ti, Mn; в ферромагнитном состоянии (< 180 °С) имеет аномально низкий (ТКЛР) (аш 100 .с = 1 • Ю”51/К), обусловл. наложением на «нормальное» … Справочник технического переводчика
инвар — а; м. [англ. invar] Сплав железа и никеля с очень малым коэффициентом теплового расширения (применяется для изготовления деталей точных измерительных приборов). Деталь из инвара. * * * инвар (от лат. invariabilis неизменный), магнитный сплав Fe… … Энциклопедический словарь
Инвар — … Википедия
инвар — (лат. invariabilis неизменный) магнитный сплав железа (63 65%) с никелем (37 35%), почти не изменяющий своего объема при изменении температуры в интервале от 80 до 100° с; примен. для изготовления деталей точных измерительных приборов. Новый… … Словарь иностранных слов русского языка
инвар — invaras statusas T sritis chemija apibrėžtis Geležies lydinys, turintis 34,5–36% Ni. atitikmenys: angl. invar rus. инвар … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Инвар — (от лат. invariabilis неизменный) сплав на основе железа; содержит 36% никеля. Впервые получен во Франции в 1896 Ш. Гильомом. И. имеет малый коэффициент теплового расширения (1,5․10 6 1/°С при температуре от 80 до 100°C). Малое тепловое… … Большая советская энциклопедия
инвар – это… Что такое инвар?
инвар — а, м. invar m. < invariable <лат. invariabilis неизменяемый. Сплав никеля с железом, с чрезвычайно малым коэффициентом расширения, почти в 10 раз меньшим, чем коэффициент расширения железа. ТЭ 1929 9 39. Инвар .. удобен для изготовления мер … Исторический словарь галлицизмов русского языка
ИНВАР — (от лат. invariabilis неизменный) магнитный сплав Fe (основа) с Ni (36%), обладающий малым температурным коэффициентом линейного расширения. Выпускается также суперинвар (64% Fe, 32%Ni, 4% Co) и нержавеющий инвар (54% Co, 37% Fe, 9% Cr). Из… … Большой Энциклопедический словарь
ИНВАР — ИНВАР, сплав, содержащий около 64% железа, 36% никеля и небольшое количество углерода. Т.к. сплав мало подвержен тепловому расширению, его используют в измерительных приборах, таких как нивелирные рейки … Научно-технический энциклопедический словарь
инвар — сущ., кол во синонимов: 2 • сплав (252) • суперинвар (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
инвар — 1. Ферромагнитный сплав на основе Fe, содержащий от 32 до 40 % Ni, Cr, Co, Cu, Ti, Mn; в ферромагнитном состоянии (< 180 °С) имеет аномально низкий (ТКЛР) (аш 100 .с = 1 • Ю”51/К), обусловл. наложением на «нормальное» … Справочник технического переводчика
инвар — а; м. [англ. invar] Сплав железа и никеля с очень малым коэффициентом теплового расширения (применяется для изготовления деталей точных измерительных приборов). Деталь из инвара. * * * инвар (от лат. invariabilis неизменный), магнитный сплав Fe… … Энциклопедический словарь
Инвар — … Википедия
инвар — invaras statusas T sritis chemija apibrėžtis Geležies lydinys, turintis 34,5–36% Ni. atitikmenys: angl. invar rus. инвар … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Инвар — (от лат. invariabilis неизменный) сплав на основе железа; содержит 36% никеля. Впервые получен во Франции в 1896 Ш. Гильомом. И. имеет малый коэффициент теплового расширения (1,5․10 6 1/°С при температуре от 80 до 100°C). Малое тепловое… … Большая советская энциклопедия
Инвар — (Invar) сплав никеля с железом, содержащий около 35 % Ni и след., близко отвечающий составу NiFe2 (34,5 % Ni). По исследованиям Гильома (Guillaume) в Bureau international des poids et mèsures в Париже (1898), сплав этот в пределах темп. от 0° до… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
ИНВАР – это… Что такое ИНВАР?
инвар — а, м. invar m. < invariable <лат. invariabilis неизменяемый. Сплав никеля с железом, с чрезвычайно малым коэффициентом расширения, почти в 10 раз меньшим, чем коэффициент расширения железа. ТЭ 1929 9 39. Инвар .. удобен для изготовления мер … Исторический словарь галлицизмов русского языка
ИНВАР — (от лат. invariabilis неизменный) магнитный сплав Fe (основа) с Ni (36%), обладающий малым температурным коэффициентом линейного расширения. Выпускается также суперинвар (64% Fe, 32%Ni, 4% Co) и нержавеющий инвар (54% Co, 37% Fe, 9% Cr). Из… … Большой Энциклопедический словарь
ИНВАР — ИНВАР, сплав, содержащий около 64% железа, 36% никеля и небольшое количество углерода. Т.к. сплав мало подвержен тепловому расширению, его используют в измерительных приборах, таких как нивелирные рейки … Научно-технический энциклопедический словарь
инвар — сущ., кол во синонимов: 2 • сплав (252) • суперинвар (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
инвар — 1. Ферромагнитный сплав на основе Fe, содержащий от 32 до 40 % Ni, Cr, Co, Cu, Ti, Mn; в ферромагнитном состоянии (< 180 °С) имеет аномально низкий (ТКЛР) (аш 100 .с = 1 • Ю”51/К), обусловл. наложением на «нормальное» … Справочник технического переводчика
инвар — а; м. [англ. invar] Сплав железа и никеля с очень малым коэффициентом теплового расширения (применяется для изготовления деталей точных измерительных приборов). Деталь из инвара. * * * инвар (от лат. invariabilis неизменный), магнитный сплав Fe… … Энциклопедический словарь
Инвар — … Википедия
инвар — (лат. invariabilis неизменный) магнитный сплав железа (63 65%) с никелем (37 35%), почти не изменяющий своего объема при изменении температуры в интервале от 80 до 100° с; примен. для изготовления деталей точных измерительных приборов. Новый… … Словарь иностранных слов русского языка
инвар — invaras statusas T sritis chemija apibrėžtis Geležies lydinys, turintis 34,5–36% Ni. atitikmenys: angl. invar rus. инвар … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Инвар — (от лат. invariabilis неизменный) сплав на основе железа; содержит 36% никеля. Впервые получен во Франции в 1896 Ш. Гильомом. И. имеет малый коэффициент теплового расширения (1,5․10 6 1/°С при температуре от 80 до 100°C). Малое тепловое… … Большая советская энциклопедия
Инвар — (Invar) сплав никеля с железом, содержащий около 35 % Ni и след., близко отвечающий составу NiFe2 (34,5 % Ni). По исследованиям Гильома (Guillaume) в Bureau international des poids et mèsures в Париже (1898), сплав этот в пределах темп. от 0° до… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
ИНВАР – это… Что такое ИНВАР?
инвар — а, м. invar m. < invariable <лат. invariabilis неизменяемый. Сплав никеля с железом, с чрезвычайно малым коэффициентом расширения, почти в 10 раз меньшим, чем коэффициент расширения железа. ТЭ 1929 9 39. Инвар .. удобен для изготовления мер … Исторический словарь галлицизмов русского языка
ИНВАР — (от лат. invariabilis неизменный) магнитный сплав Fe (основа) с Ni (36%), обладающий малым температурным коэффициентом линейного расширения. Выпускается также суперинвар (64% Fe, 32%Ni, 4% Co) и нержавеющий инвар (54% Co, 37% Fe, 9% Cr). Из… … Большой Энциклопедический словарь
инвар — сущ., кол во синонимов: 2 • сплав (252) • суперинвар (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
инвар — 1. Ферромагнитный сплав на основе Fe, содержащий от 32 до 40 % Ni, Cr, Co, Cu, Ti, Mn; в ферромагнитном состоянии (< 180 °С) имеет аномально низкий (ТКЛР) (аш 100 .с = 1 • Ю”51/К), обусловл. наложением на «нормальное» … Справочник технического переводчика
инвар — а; м. [англ. invar] Сплав железа и никеля с очень малым коэффициентом теплового расширения (применяется для изготовления деталей точных измерительных приборов). Деталь из инвара. * * * инвар (от лат. invariabilis неизменный), магнитный сплав Fe… … Энциклопедический словарь
Инвар — … Википедия
инвар — (лат. invariabilis неизменный) магнитный сплав железа (63 65%) с никелем (37 35%), почти не изменяющий своего объема при изменении температуры в интервале от 80 до 100° с; примен. для изготовления деталей точных измерительных приборов. Новый… … Словарь иностранных слов русского языка
инвар — invaras statusas T sritis chemija apibrėžtis Geležies lydinys, turintis 34,5–36% Ni. atitikmenys: angl. invar rus. инвар … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Инвар — (от лат. invariabilis неизменный) сплав на основе железа; содержит 36% никеля. Впервые получен во Франции в 1896 Ш. Гильомом. И. имеет малый коэффициент теплового расширения (1,5․10 6 1/°С при температуре от 80 до 100°C). Малое тепловое… … Большая советская энциклопедия
Инвар — (Invar) сплав никеля с железом, содержащий около 35 % Ni и след., близко отвечающий составу NiFe2 (34,5 % Ni). По исследованиям Гильома (Guillaume) в Bureau international des poids et mèsures в Париже (1898), сплав этот в пределах темп. от 0° до… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
инвар – это… Что такое инвар?
инвар — а, м. invar m. < invariable <лат. invariabilis неизменяемый. Сплав никеля с железом, с чрезвычайно малым коэффициентом расширения, почти в 10 раз меньшим, чем коэффициент расширения железа. ТЭ 1929 9 39. Инвар .. удобен для изготовления мер … Исторический словарь галлицизмов русского языка
ИНВАР — (от лат. invariabilis неизменный) магнитный сплав Fe (основа) с Ni (36%), обладающий малым температурным коэффициентом линейного расширения. Выпускается также суперинвар (64% Fe, 32%Ni, 4% Co) и нержавеющий инвар (54% Co, 37% Fe, 9% Cr). Из… … Большой Энциклопедический словарь
ИНВАР — ИНВАР, сплав, содержащий около 64% железа, 36% никеля и небольшое количество углерода. Т.к. сплав мало подвержен тепловому расширению, его используют в измерительных приборах, таких как нивелирные рейки … Научно-технический энциклопедический словарь
инвар — сущ., кол во синонимов: 2 • сплав (252) • суперинвар (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
инвар — 1. Ферромагнитный сплав на основе Fe, содержащий от 32 до 40 % Ni, Cr, Co, Cu, Ti, Mn; в ферромагнитном состоянии (< 180 °С) имеет аномально низкий (ТКЛР) (аш 100 .с = 1 • Ю”51/К), обусловл. наложением на «нормальное» … Справочник технического переводчика
инвар — а; м. [англ. invar] Сплав железа и никеля с очень малым коэффициентом теплового расширения (применяется для изготовления деталей точных измерительных приборов). Деталь из инвара. * * * инвар (от лат. invariabilis неизменный), магнитный сплав Fe… … Энциклопедический словарь
Инвар — … Википедия
инвар — (лат. invariabilis неизменный) магнитный сплав железа (63 65%) с никелем (37 35%), почти не изменяющий своего объема при изменении температуры в интервале от 80 до 100° с; примен. для изготовления деталей точных измерительных приборов. Новый… … Словарь иностранных слов русского языка
инвар — invaras statusas T sritis chemija apibrėžtis Geležies lydinys, turintis 34,5–36% Ni. atitikmenys: angl. invar rus. инвар … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
Инвар — (от лат. invariabilis неизменный) сплав на основе железа; содержит 36% никеля. Впервые получен во Франции в 1896 Ш. Гильомом. И. имеет малый коэффициент теплового расширения (1,5․10 6 1/°С при температуре от 80 до 100°C). Малое тепловое… … Большая советская энциклопедия
Инвар — (Invar) сплав никеля с железом, содержащий около 35 % Ni и след., близко отвечающий составу NiFe2 (34,5 % Ni). По исследованиям Гильома (Guillaume) в Bureau international des poids et mèsures в Париже (1898), сплав этот в пределах темп. от 0° до… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Инвар Железо-никель Свойства сплава с низким коэффициентом расширения и использует
Инвар железо-никелевый сплав с низким коэффициентом расширения и использует
СплавыFe-Ni с концентрацией никеля не менее 35 процентов демонстрируют исключительно низкий коэффициент теплового расширения, а их размер практически постоянен при комнатной температуре и около нее. Поэтому они известны как сплавы ИНВАР. Они описывают аномальные магнитные свойства, например, отклонение намагниченности от кривой Слейтера Полинга за счет уменьшения количества электронов в валентной оболочке и значительную зависимость температуры Кюри (TC – это температура, при которой ферромагнитный материал становится парамагнитным) от среднего расстояния составляющих атомов сплавов.Эти неоднородности возникают из-за нестабильности 3d-ферромагнетизма в ГЦК решетке. Практически эта неравномерность была замечена как быстрое падение температуры Кюри при приложении большого давления и значительное изменение магнитных свойств из-за изменения содержания никеля в сплавах NiFe.
Никель – некарбидный компонент, который смешивается с железом по всем характеристикам. Никель предотвращает обширное развитие зерна при повышенных температурах и предлагает более удобную разработку мелкозернистых сталей.Он предлагает стабилизировать аустенит и, следовательно, снижает критическую температуру. Это приводит к слегка интенсивной тепловой обработке. Никель может присутствовать в марках стали до 50%. На 2–5% он увеличивает прочность и твердость с большим пределом упругости, высокой пластичностью и подходящей стойкостью, а также снижает обрабатываемость. При концентрации 30-40% никель снижает коэффициент теплового расширения, а при содержании до 50% и выше улучшает магнитную проницаемость. Никель в больших количествах обеспечивает стойкость к окислению при повышенных температурах.
Инварные сплавы – это материал, который имеет чрезвычайно малый коэффициент теплового расширения при комнатной температуре ниже 2 x 10 (-6) на К по сравнению с другими стандартными металлическими материалами, которые имеют коэффициент теплового расширения от 10 до 20 x 10 (-6 ) на K и обычно используется в промышленных приложениях, включая телекоммуникации, аэрокосмическую и авиацию, криогенные приложения, такие как танкеры для сжиженного природного газа и другие, которые требуют очень высокой стабильности размеров с изменением температуры или свойств расширения, аналогичных другим материалам, таким как стеклокерамика или сложные .Помимо характеристик теплового расширения, сплавы Fe-Ni с ГЦК-решеткой с высоким содержанием железа описывают несколько других исключительных свойств, включая очень отрицательное влияние давления на намагниченность и точку Кюри, огромную силу объемной магнитострикции (объемное расширение в результате приложенного магнитного поля) и неравномерную температуру. уверенность в упругих модулях.
Итак, теперь мы поняли, что:
Что такое инвар-эффект?
Гранецентрированные сплавы железо-никель с содержанием никеля около 35% имеют очень малое тепловое расширение в различных температурных пределах.Этот эффект называется инварным эффектом, который наблюдался в нескольких упорядоченных и случайных сплавах, а также в аморфных материалах. Инварные сплавы также показывают аномальное поведение в атомном объеме, модуле упругости, теплоемкости, магнитных свойствах и точке Кюри. Они используются в приборостроении, например, в пружинах часов.
Инвар используется там, где требуется высокая стабильность размеров при переменных температурах. Он также используется в прецизионном механическом оборудовании в различных отраслях промышленности, а не только в оптико-машиностроении.Инвар в основном относится к семейству железоникелевых сплавов с низким коэффициентом расширения, наиболее популярными членами являются:
- Инвар, состоящий из 64 процентов железа и 36 процентов никеля, называется инвар 36 или нило 36
- SuperInvar, состоящий из 63% железа, 32% никеля, 5% кобальта
- Ковар, состоящий из 54% железа, 29% никеля и 17% кобальта.
Слово «инвар» относится к инвару 36, который является наиболее часто используемым сплавом FeNi в оптико-механических приложениях.Остальные немного упоминаются в этой статье.
Магнитные эффекты:
Это известный факт, что магнитное поле приводит к изменению размеров ферромагнитных материалов; ожидается, что это также будет влиять на модули упругости. Это определенно верно, но не всегда идентифицируется. Когда к ферромагнитному материалу прикладывают магнитное поле, его модуль упругости изменяется на некоторую величину, известную как dE, поэтому этот эффект стал называться эффектом dE. Степень этого эффекта, безусловно, зависит от напряженности поля.Хотя даже небольшое поле может внести значительную dE в прецизионные измерения.
Было описано, например, что период инварного маятника был изменен земной гравитацией, которая в конечном итоге была отброшена путем экранирования устройства в специальном подвесе при каждом его перемещении. Во многих случаях демпфирующая способность вибрирующего тела уменьшается по мере того, как к телу прикладывается магнитное поле. Для поля Armco Iron затухание увеличивалось с увеличением напряженности поля и приближалось к максимальному значению при намагничивании насыщения.Поскольку увеличение демпфирования обычно достигается за счет снижения динамического модуля, это аналогично утверждению, что модуль уменьшается с увеличением поля. Затухание уменьшается с увеличением магнитного поля для продольных или крутильных колебаний. Эффект может быть результатом вызванного напряжением вращения магнитных векторов.
Следует указать дополнительный фактор. В некоторых структурах сплавов растворенный элемент будет занимать определенное положение в решетке относительно вектора намагниченности.Следовательно, если кусок железа, содержащий углеродный раствор, намагничен, он сначала будет увеличиваться в длине из-за магнитострицитона, затем длина будет уменьшаться как функция времени, поскольку атомы углерода диффундируют в энергетически более благоприятные места. Это своего рода реакция, называемая направленным упорядочением, которая, кажется, предлагает несколько неоткрытых ответвлений. Обнаружен особенно важный эффект, заключающийся в том, что демпфирующий эффект инвара изменяется со временем при температурах ниже точки Кюри после термической обработки или после размагничивания.Опять же, это относится к изменению модуля как функции времени. Следовательно, следует позаботиться об условиях, в которых используется инварный сплав, если необходимо достичь его полной емкости.
Общие знания в области механики
Важной особенностью инвара является небольшой коэффициент теплового расширения (КТР). Его значение составляет 1 ppm на Кельвин при комнатной температуре, хотя по большинству механических свойств КТР показывает изменения при изменении температуры. КТР инвара является минимальным среди всех металлов, как показано в следующей таблице:
| Металлы | CTE |
| Алюминий | 23.6 X 10 (-6) за K |
| Медь | 17 X 10 (-6) на K |
| Золото | 14,2 X 10 (-6) на K |
| Утюг | 11,8 X 10 (-6) на K |
| Никель | 13,3 X 10 (-6) на K |
| Серебро | 19,7 X 10 (-6) на K |
| Вольфрам | 4,5 X 10 (-6) на K |
| Сталь 1025 | 12 X 10 (-6) на K |
| нерж. Сталь 316 | 16 X 10 (-6) на K |
| Латунь | 20 X 10 (-6) на K |
| Ковар | 5.1 X 10 (-6) за K |
| Инвар | 0,5 -2 X 10 (-6) на K |
| Супер Инвар | 0,3 -,1 X 10 (-6) на K |
| Керамика | |
| Плавленый кварц | 0,4 X 10 (-6) на K |
| Стекло BK7 | 7,1 X 10 (-6) на K |
| Стекло боросиликатное | 3,3 X 10 (-6) на K |
| Полимерные пластмассы | От 100 до 200 X 10 (-6) на K |
Видно, что КТР инвара и суперинвара намного ниже, чем КТР других металлов.
На атомном уровне тепловое расширение описывается увеличением среднего расстояния между атомами. Большая энергия связи между атомами в материале приведет к меньшему КТР, следовательно, керамика со сравнительно более сильной межатомной связью предлагает меньшие КТР, чем полимеры и металлы, как показано в таблице выше. Малый коэффициент расширения плавленого кварца можно описать небольшой плотностью упаковки атомов, при которой межатомное расширение создает сравнительно небольшие макроскопические изменения размеров.
КТР суперинвара может быть почти нулевым после удельной термообработки, однако это справедливо только для контролируемого температурного предела. Меньшее изменение КТР приведет к тому, что температура сплава 36 превратится в суперинвар в немногих случаях, когда колебания температуры происходят значительно.
Реальный КТР инвара зависит от его температуры, обработки и химического состава.
Низкий КТР инвара хорош для опто-машиностроения, где требуется создание систем, устойчивых при температурах.Поскольку длина волны света для оптического устройства в видимой области спектра составляет около 0,5 мкм, а системе обычно требуются оптические элементы, которые могут выдерживать этот уровень, основной металл с небольшим КТР имеет большое значение.
Открытие инвара
Инвар был открыт в 1896 году Шарлем Эдуардом Гийомом в Париже. Он популярен как металл с низким коэффициентом расширения, Эдуард обнаружил, что КТР сплава Fe-NI показал очень низкую ценность, когда его химический состав состоит из 36 процентов никеля и 64 процентов железа.
Недвижимость
Инвар появляется и ощущается как сталь. Это имеет смысл, потому что инвар – это сплав на основе железа, в котором железо является основным элементом. Сплавы на основе железа производятся в большем количестве по сравнению с другими сплавами. Имейте в виду, что стали и чугуны – это сплавы железа с углеродом, однако Инвар – это сплав железа с никелем, как указано выше. Инвар вряд ли состоит из 0,01-0,1% углерода. Инвар высокой чистоты будет содержать менее 0,01 процента углерода. Количество углерода в инваре с другими загрязняющими веществами является главным фактором его последовательной стабильности.Помимо железа (Fe) и никеля (Ni), инвар 36 может также содержать кобальт (Co), хром (Cr), углерод ©, марганец (Mn), фосфор (P), кремний (Si), серу (S). , алюминий (Al), магний (Mg), цирконий (Zr) и титан (Ti).
Точное процентное соотношение этих элементов в инваре может меняться в зависимости от его размера и производителя. Суперинвар состоит примерно из 5 процентов кобальта, что снижает содержание никеля на такое же количество.
Сравнение свойств инвара 36 с нержавеющей сталью 304 и другими металлами.См. Следующую таблицу:
| Объект | Инвар | SS 304 |
| Плотность | 8,05 г / см3 | 8 г / см3 |
| Модуль Юнга | 141 ГПа | 193 ГПа |
| Коэффициент Пуассона | 026 | 0,27 |
| Предел текучести микро | 70 МПа | Более 300 МПа |
| Коэффициент теплового расширения | 1 x 10 (-6) на K | 14.7 x 10 (-6) на K |
| Теплопроводность | 10,4 Вт / м-К | 16,2 Вт / м-К |
| Удельная теплоемкость | 515 Вт · с / кг K | 500 Вт · с / кг K |
| Удельная жесткость | 17,5 | 24,1 |
| Температуропроводность | 2,6 x 10 (-6) м2 / сек | 4,1 x 10 (-6) м2 / сек |
| Термическое искажение (установившееся состояние) | 0.10 мк – м / Вт | 0,91 мкМ / Вт |
| Термическое искажение | 0,38 с / м2 K | 3,68 с / м2 K |
По всей видимости, инвар предлагает механические свойства, эквивалентные нержавеющей стали. Тем не менее, есть несколько различий между их свойствами. Модуль Юнга, предел текучести, теплопроводность и удельная жесткость инвара меньше.
Инвар кажется прекрасным металлом для приложений, требующих выдающейся стабильности характеристик при различных температурах.Это следует иметь в виду, хотя в этой спецификации указано, как компонент, изготовленный из этого материала, изменяет форму при изменении температуры, времени и напряжения. Чтобы использовать инвар надлежащим образом, необходимо знать о проблемах его временной стабильности и характеристик термостабильности.
КТРочень мал при комнатной температуре и изменяется при изменении температуры от самого низкого уровня. Таким образом, CTE – это температурная функция, представленная как CTE (T). При изучении теплового расширения механических систем изменение длины компонента рассчитывается по формуле:
дл (Т) = CTE (Т).L.dT ————————————– уравнение (1)
Однако в некоторых анализах CTE (T) можно считать неизменным, рекомендуется использовать средний коэффициент для переменных температур. Инвар 36 предлагает КТР от -0,6 до 3 частей на миллион на K в диапазоне от -70 ° C до 100 ° C и может быть ограничен до 0,8 – 1,6 для температур от 30 ° C до 100 ° C путем специального контроля компонента во время обработки. Обычно оператору необходимо использовать общую формулу:
dL (T) = L T2 ∫ T1 dT. CTE (T) ——————————- экв (2)
Уравнение 1 реализуется, когда изменения КТР небольшие для небольших изменений температуры.Для более значительных изменений температуры можно использовать dCTE (T) / dT и уравнение 2.
Помимо изменений в коэффициенте теплового расширения, оператор должен учитывать, что его значение для инвара аналогично плавленому кварцу, а КТР суперсплава эквивалентно ULE.
Временная стабильность инвара
Размер инвараувеличивается при старении при стабильной температуре. Его увеличение с течением времени основано на нескольких аспектах, таких как время после окончательной обработки, количество углерода, термическая обработка и температура окружающей среды.
Различные анализы были выполнены для оценки временной стабильности инвара. Инвар 36 имеет КТР 1 ppm на k и временную стабильность 1 ppm в год. Увеличение процентного содержания углерода и других загрязняющих веществ может вызвать повышенную временную стабильность. Углерод – главный элемент. Было обнаружено, что рост 0,02% углерода был меньше, чем рост инвара, содержащего 0,06% углерода, на 4 ppm в течение 300 дней.
Стабильность спецификации инвара 36 составляет менее 1-2 частей на миллион в год. Требуется очень небольшой процент углерода примерно ниже 0.02% и увеличивается за счет небольшого содержания магния и кремния.
Кроме того, для инвара очень важна термическая обработка. Он значительно снижает темп роста металла за счет его старения. Временной рост инвара не является постоянным с большой скоростью, он уменьшается с течением времени, а тепловая обработка приводит к раннему старению инвара, следовательно, к снижению его временного роста.
SuperInvar испытывает фазовое превращение при низких температурах, что необратимо ухудшает его свойства с малым коэффициентом.Это происходит при предельной температуре, которая в значительной степени зависит от химии. Более того, суперинвар имеет временную стабильность в основном из-за температуры и может быть сложным в формировании. Обычно SuperInvar реже используется в оптико-механических приложениях, чем Invar 36.
Практические факторы
Несколько практических факторов, важных для инженера-оптико-механика, которому необходимо создавать чертежи и разрабатывать оборудование с использованием инвара.
Сравнение стоимости инвара 36 с SS 304: инвар 36 намного дороже нержавеющей стали 304 почти в пять раз дороже.Различные оптико-механические применения инвара включают измерительные стержни для телескопов, линзы и зеркальные ячейки, промежуточные прокладки между оптикой и другими формами, а также системы лазерных резонаторов.
Обработка: Пластичность и твердость инвара сделали его трудным для обработки. Различные инженеры-механики признают, что инвар труднее обрабатывать, чем сталь. Фактически, его порядок обработки не принимается мелкими машинистами, если компоненты очень сложны, имеют жесткие допуски или требуют высокого уровня удаления материала.При обработке этого металла режущие приспособления изнашиваются значительно раньше и скорость резания снижается. Следовательно, обработка инвара требует большего терпения со стороны машиниста, большего периода выполнения заказа и больших затрат для инженера на покупку компонента.
КТР: КТР инвара 36 очень мал по сравнению с аустенитной нержавеющей сталью. Следовательно, когда для стальных трубопроводов СПГ требуется такой процесс, как создание петель для компенсации термической усадки, использование сплава инвар может обеспечить прямые трубопроводы, что значительно снижает их производственные затраты.
Инвар, также обычно называемый в США Nilo 36 или 64FeNi, представляет собой стальной сплав на основе никеля, популярный благодаря исключительно малому коэффициенту теплового расширения. Это однофазный сплав в твердом растворе. Это важный материал для использования в научных устройствах. Он также производится компанией Heanjia Super-Metals в Китае. Популярные марки инвара обладают коэффициентом теплового расширения до 1,2 x 10 (-6) на K или 1,2 ppm на oC. Хотя дополнительно чистые марки могут иметь меньший КТР до 0.62 – 0,65 частей на миллион на oC. Некоторые марки могут даже демонстрировать свойства отрицательного теплового расширения. Он используется в приложениях, где требуется высокая стабильность технических характеристик, например, в прецизионных приборах, часах, датчиках сейсмической ползучести, каркасах теневых масок YV, моторных клапанах и антимагнитных часах. Но инвар подвержен расползанию.
Инвар – сплав с контролируемым расширением, обеспечивающий очень малое расширение при температуре окружающей среды, и обычно используется там, где требуется минимальное расширение.Это железо-никелевый сплав, содержащий 36 процентов никеля и оставшееся железо. Его наименьшее расширение при предельных значениях температуры окружающей среды делает его значительным в нескольких операциях, требующих высокого постоянства размеров, таких как:
Установочное оборудование, биметаллические термостаты, новейшие композитные формы для аэрокосмической техники, приборы для измерения стабильности размеров и оптическое оборудование, контейнеры для танкеров СПГ, линии передачи для СПГ, эхо-боксы и фильтры для телекоммуникаций, магнитное экранирование, небольшие электрические трансформаторы, измерительные приборы, научные инструменты , устройства поддержания температуры, такие как регуляторы, балансировочные колеса, маятниковые часы, прецизионные лопасти конденсатора, резонаторы для радаров и микроволновых резонаторов, специальные электронные корпуса, уплотнения, прокладки, специальные рамки, линии передачи большого напряжения, приложения ЭЛТ, такие как теневые маски, отклоняющие зажимы и детали электронной пушки .
В дополнение к контролируемому тепловому расширению железо-никелевый сплав 36 обеспечивает среднюю прочность и прекрасную вязкость при температурах ниже температуры разжижения гелия около -452oF или -269oC. Эти характеристики в сочетании с хорошей свариваемостью и необходимыми физическими свойствами делают сплав 36 подходящим вариантом для нескольких криогенных применений. Рафинированный инвар 36 используется в мембранных контейнерах для СПГ. Он формируется на HSM в виде проволоки, листа, пластины, ленты, ленты, ленты и фольги.
Технические характеристики
Стандарт ASTM A 658 описывает пластины из инвара или Nilo 36, изготовленные для сварных сосудов под давлением. Он поставляется в отожженном виде в соответствии с требованиями норм ASME для котлов и сосудов высокого давления. Максимально допустимое напряжение при растяжении для эквивалента ASME, SA 658, указанного в разделе VIII, раздел 1 кода ASME, составляет 16 200 фунтов на квадратный дюйм или 112 Н / мм2.
Теплообработка
Отжиг – ASTM A 658
Нагревание до 1450 ° F выше или ниже 50 ° F (790 ° C выше или ниже 28 ° C), выдержка при этой температуре в течение 30 минут на дюйм толщины, охлаждение на воздухе.Предлагаемая твердость после нескольких обработок отжигов описана в следующей таблице:
| Температура | Охлаждение | Полученная твердость по Роквеллу B | |
| 1200 из | 650 oC | Воздух | 87 по 88 |
| 1500 из | 815 oC | Воздух | 77 до 78 |
| 1800 из | 980 oC | Воздух | 70 до 71 |
| 1900 из | 1040 oC | Воздух | 66–68 |
Стабильный отжиг
Трехуровневая термическая обработка выполняется для получения желаемой комбинации низкого коэффициента расширения и высокой стабильности размеров:
- Нагрев до 1525oF или 830oC, выдержка 30 минут на дюйм толщины, водяное охлаждение.
- Повторный нагрев до 600 или 315 ° C, выдержка 1 час на дюйм толщины, закалка на воздухе.
- Повторный нагрев до 205 ° F или 96 ° C, выдержка в течение двух дней, закалка на воздухе.
Механические характеристики
Прочность на растяжение и твердость
Стандартные механические характеристики отожженного инвара 36 при комнатной температуре (RT) описаны в следующей таблице:
| Объект | Отожженный | Холодная обработка, 15% | Холодная обработка 25% | Холодная обработка 30% |
| Предел прочности при растяжении, | 71400 фунтов на кв. Дюйм, 492 Н / мм2 | 93000 фунтов на кв. Дюйм, 641 Н / мм2 | 100000 фунтов на кв. Дюйм, 690 Н / мм2 | 106000 фунтов на кв. Дюйм, 731 Н / мм2 |
| Предел текучести 0.2% офсет | 40000 фунтов на кв. Дюйм, 276 Н / мм2 | 65000 фунтов на кв. Дюйм, 448 Н / мм2 | 89,500 фунтов на кв. Дюйм, 617 Н / мм2 | 95000 фунтов на кв. Дюйм, 655 Н / мм2 |
| Удлинение на 2 дюйма | 41% | 14 | 9 | 8 |
| Уменьшение площади | 72% | 64% | 62% | 59% |
| Твердость по Бринеллю | 131 | 187 | 207 | 217 |
Инвар 36 не подвержен образованию надрезов, отношение прочности на разрыв с надрезом к прочности на разрыв без надреза равно 1.10 при комнатной температуре и -320oF или -196oC.
Стабильность механических характеристик после длительного воздействия низких температур
На механические характеристики сплавов 36% NiFe не влияет воздействие низких температур в течение длительного времени. При длительности многих тысяч часов при температуре -320 ° C или -196 ° C в присутствии или отсутствии приложенного напряжения его механические характеристики не изменились даже в случае чувствительности к надрезу.
Усталостные свойства
Усталостная прочность при RT при 10 (8) циклах полированных образцов с вращающейся балкой отожженного Nilo 36 составляет около 40 000 фунтов на квадратный дюйм.Отмечены осевые усталостные свойства холоднокатаного листа толщиной 0,040 дюйма или 1 мм при комнатной температуре и при -100 ° F или -73 ° C. Стандартная усталостная прочность при 10 (7) циклах для листовых компонентов, проанализированных при переменном плоском изгибе при стабильной амплитуде деформации, составляет от 27 x 10 (3) до 31 x 10 (3) фунтов на кв. Дюйм или от 186 до 214 Н / мм2 при комнатной температуре и 39 x От 10 (3) до 41 (3) фунтов на кв. Дюйм или от 269 до 283 Н / мм2 при -320 или -196 ° C.
Сварка
Для изготовления сосудов высокого давления Инвар 36 относится к классу П-10г.Потребность в растяжении по ASME для металла шва составляет как минимум 65 000 фунтов на кв. Дюйм или 448 Н / мм2. Сварные швы, эквивалентные прочности основного металла, получают с использованием подходящих присадочных металлов, таких как улучшенный Nilo 36.
Сварка инвара 36 проста. Несмотря на то, что необходимы эквивалентные термические и механические свойства, следует использовать либо TIG, либо короткое замыкание для улучшения процедур сварки MIG (металлический инертный газ). В качестве защитного газа используется аргон, однако также можно использовать комбинацию гелий-аргон.Как правило, сварочные процессы и меры безопасности не намного жестче, чем при сварке нержавеющих сталей серии AISI 300.
Механические свойства инвара 36, сваренного TIG, показаны в следующей таблице:
| Состояние | Температура | Прочность на разрыв | Предел текучести, смещение 0,2% | Удлинение, 1 дюйм | Ударная вязкость с V-образным надрезом по Шарпи | ||||
| oF | oC | фунтов на квадратный дюйм | Н / мм2 | фунтов на квадратный дюйм | Н / мм2 | % | фут-фунт | Дж | |
| После сварки | 70 | 21 | 70 200 | 484 | 44 600 | 308 | 26–30 | 46 | 62 |
| -320 | -196 | 120,800 | 833 | 88 800 | 612 | 23 | – | – | |
| -423 | -253 | 126,100 | 869 | 110,100 | 759 | 17–20 | 19 | 26 | |
| 70 | 21 | 72 000 | 496 | 43 600 | 301 | 25–30 | 56 | 76 | |
| -320 | -196 | 122 400 | 844 | 89 300 | 616 | 22 | – | – | |
| -423 | -253 | 129,800 | 895 | 105 500 | 727 | 20-20.5 | 24 | 32 | |
Nilo 36 также легко сваривается сопротивлением, используя те же параметры сварки, что и отожженные аустенитные нержавеющие стали. Точечные сварные швы, отвечающие всем требованиям стандарта MIL W 6858, были произведены в парах одинаковой и разной толщины листов от 1/16 дюйма до дюйма или от 1,6 до 6,4 мм. Если позволяют коэффициенты теплового расширения, сплав Nilo 36 можно легко сваривать с самим собой, а также с другим чугуном и сплавами Nilo с использованием присадочных металлов общего назначения, таких как Inconel Filler Metal 92 и Hastelloy W.Характеристики описаны в следующей таблице:
Механические свойства сварки встык различных металлов, свариваемых методом TIG. Механические свойства при указанных температурах:
| Nilo 36 приварен к | Присадочная проволока | Прочность на разрыв | Предел текучести 0,2% | Удлинение на 2 дюйма% | CVN | ||||
Инвар – Википедия
Invar ist eine Eisen-Nickel-Legierung mit einem sehr geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Es besteht aus 64% Eisen und 36% Nickel. Invar wird auch unter den Bezeichnungen Invar 36, сплав Nilo 36, Nilvar, NS 36, Permalloy D, Radio metal 36, Vacodil 36 vertrieben. Es hat die Werkstoffnummer 1.3912.
Der Name wird auch als Oberbegriff für eine Gruppe von Legierungen und Verbindungen verwendet, welche die bemerkenswerte Eigenschaft besitzen, in bestimmten Temperaturbereichen anormal kleine oder zum Teilben negative Wärmeaus.Der Name resultiert также aus der Invar ianz der Dehnung bezüglich einer Temperaturänderung.
Invar ist eine Marke von Imphy Alloys, die gegenwärtig zum Stahlkonzern Arcelor Mittal gehören. Invar-Legierungen haben in der Wirtschaft ein breites Anwendungsspektrum gefunden und werden dort eingesetzt, wo besonderer Wert auf Längenstabilität bei Temperaturschwankungen gelegt wird.
Entdeckt wurde der Effekt 1896 von dem Schweizer Physiker Charles Édouard Guillaume an der Invar-Legierung Fe65Ni35, der dafür 1920 den Nobelpreis für Physik erhielt.Er arbeitete im internationalen Büro für Gewichte und Maße und suchte ein billiges Material, um Längen- und Massenstandards herzustellen. Damals wurden diese Standards, wie zum Beispiel das Urmeter, aus einer Platin-Iridium-Legierung gefertigt.
Wärmeausdehnungskoeffizient in Abhängigkeit vom Nickelgehalt
Thermische Ausdehnung von InvarFe65Ni35-Инвар содержит 65% эйзена и 35% никеля. Bis zu 1% Magnesium, Silicium und Kohlenstoff werden legiert, um die mechanischen Eigenschaften zu verändern.Durch Legieren von 5% Cobalt kann der thermische Ausdehnungskoeffizient weiter reduziert werden. Eine Bezeichnung für die Legierung ist Inovco , Fe-33Ni-4.5Co, α (20–100 ° C) от 0,55 частей на миллион / K.
Varianten dieser Legierung haben einen etwas anderen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. So hat Kovar den Ausdehnungskoeffizienten von ca. 5 частей на миллион / к.
Heutzutage sind viele weitere Legierungen bekannt, bei denen ein Invar-Effekt auftritt:
- kubisch flächenzentriert (fcc): FeNi, FePt, FePd, FeMn, CoMn, FeNiPt, FeNiMn, CoMnFe uvw.
- kubisch-raumzentriert (bcc): CrFe, CrMn
- гексагональный дихтест Kugelpackung (hcp): CoCr
- аморф: FeB, FeP увв.
- “Indilatans extra” (Krupp): (36Ni, XX) mit einem Ausdehnungskoeffizienten von −0,04 ppm при 12 ° C и 100 ° C [1]
- Supra-Invar (32,5Ni, 4,0Co) раствор при 20 ° C 0ppm Ausdehnungskoeffizient haben [2]
Laves-Phasen und Verbindungen: TiFe 2 , ZrFe 2 , RECo 2 (RE = seltene Erden außer Eu), FeC, Dy2 (FeCo) 17, u.а.
Am Beispiel von Fe65Ni35-Invar:
- spezifischer elektrischer Widerstand = 0,75–0,85 Ом · мм 2 / м,
- Elastizitätsmodul = 140–150 ГПа,
- Brinellhärte = 160,
- Reißdehnung <45%,
- Zugfestigkeit = 450–590 МПа,
- Дихте = 8 г / см³,
- Längenausdehnungskoeffz. при 20–90 ° C = 1,7–2,0 · 10 −6 K −1 ,
- Wärmeleitfähigkeit при 23 ° C = 13 Вт · м −1 K −1
Der Invar-Effekt beruht auf einer negativen Volumenmagnetostriktion des Kristallgitters.Das bedeutet, dass durch eine Abstoßung der magnetischen Momente der einzelnen Atome der Legierung das Gitter «aufgebläht» wird, sich die Atomabstände также vergrößern. Dieser Effekt nimmt jedoch mit steigender Temperatur ab (da die magnetischen Momente abnehmen) und lässt das Kristallgitter dadurch schrumpfen. Die Abnahme der negativen Volumenmagnetostriktion bei steigender Temperatur verhält sich damit gegenläufig zur Wärmeausdehnung, die die Atomabstände vergrößert. Diese Physikalischen Phänomene können sich in bestimmten Temperaturbereichen so kompensieren, dass sich die Atomabständeffektiv nicht ändern und der Festkörper dadurch keine Längenänderung (bzw.Volumenänderung) erfährt. Der Invar-Effekt verschwindet zusammen mit den magnetischen Momenten der Atome ab der jeweiligen magnetischen Ordnungstemperatur des Materials, также der Curie-Temperatur bzw. der Néel-Temperatur.
Invar wurde zunächst verwendet, um billige Massen- und Längenstandards herzustellen. Außerdem wurde es benutzt, um Präzisionshibitedluhren und Chronometer herzustellen. Eine Hälfte von Bimetallen ist häufig aus Invar.
Invar-Legierungen werden für ein weites Spektrum von Produkten eingesetzt, die hohe Längenstabilität bei Temperaturschwankungen erfordern.Beispiele sind Lochmasken für Bildröhren, Glas-Metall-Übergänge, Tanks von Flüssiggasschiffen (Membrantanks), Chip-Basisplatten, Lasergehäuse, Hohlleiter und astronomische und seismographische Instrumente. Durch die Entwicklung einer Methode zum Schweißen von Invar wurden die Anwendungsmöglichkeiten ausgeweitet. In der Geodäsie werden Drähte aus Invar в Präzisionsnivellierlatten sowie zur hochpräzisen Distanzmessung im Kurzstreckenbereich (до 20 м) verwendet, z. B. im Tunnel- oder Staudammbau.In der Verarbeitung von großen CFK-Bauteilen werden beispielsweise auch in der Luft- und Raumfahrt die entsprechenden Laminierwerkzeuge teilweise aus Invar hergestellt, da auch CFK-Bauteile eine geringe Wärmeaousdehnung. Im Autoklavprozess ist es schließlich vorteilhaft, wenn die Wärmeausdehnungen von Werkzeug und Werkstück möglichst gleich sind.
- ↑ Hübschmann / Ссылки: Tabellen zur Chemie, Verlag Handwerk und Technik GmbH, Гамбург, 1991, ISBN 3-582-01234-4, S.35: Ausdehnungskoeffizienten von Metalllegierungen (Werkstoffen), Gläsern und anorganischer Chemikalien.
- ↑ Hübschmann / Ссылки: Tabellen zur Chemie, Verlag Handwerk und Technik GmbH, Гамбург, 1991, ISBN 3-582-01234-4, S. 35: Ausdehnungskoeffizienten von Metalllegierungen (Werkstoffen), Gläsern und anorganischer Chemikalien.
Инвар – Википедия
Invar – это все, что вам нужно, чтобы получить максимальную выгоду, лучше всего использовать 36% никкель, 64% ийзер и эвентуэл клин хувельхеден ван и элемент.
Invar werd in 1896 ontdekt door de Zwitserse natuurkundige Charles-Édouard Guillaume, die mede hiervoor een nobelprijs, ontving in 1920. Hij gaf de naam invar, afgeleid van неизменный , aan de legeringkel 35 % mangaan, 0,4% koolstof en voor de rest ijzer.Na uitgloeien en koelen in lucht heeft deze legering een uitzettingscoëfficiënt (α) van slechts 1,2 · 10 −6 K −1 bij kamertemperatuur. Sindsdien wordt de naam invar ook wel gebruikt voor andere legeringen met een vergelijkbare samenstelling.
Ter illustratie, een stalen spoorstaaf van 20 метровая длина zet bij een temperatuurstijging van 20 ° C ruim 5 миллиметров. Om een spoorspatting te voorkomen zijn dan voegen tussen de rails noodzakelijk. Кроме того, вы можете сделать это на половину миллиметра zijn geweest.Invar is hier evenwel te duur voor.
Charles-Édouard Guillaume Werkte bij het Internationaal Bureau foror Maten en Gewichten te Sèvres vlak bij Parijs, het instituut dat de standaardmeter beheerde. Het Internationaal Bureau Leerde kopieën van die meter aan vele nationale ijkinstituten en wetenschappelijke instellingen, zoals het IJkwezen в Делфте.
Стандарметр, waar sinds omstreeks 1869 de S.I.-eenheid voor de meter op gebaseerd, был gemaakt van een door Henri Sainte-Claire-Deville ontwikkelde platina-iridium legering.Умереть было трудно, vormvast en best и tegen chemicaliën, dat hij de eeuwen zou kunnen doorstaan. Vanwege de hoge prijs был dit materiaal echter ongeschikt voor het maken van grote aantallen ijkstandaarden voor dagelijks gebruik en goedkopere materialen ledenden een onbetrouwbare maatstaf.
Het Internationaal Comité voor Maten en Gewichten предлагает kwestie van de afgeleide lengtestandaarden op te nemen in het onderzoeksprogramma van het Internationaal Bureau. В 1891 году Верд Гийом познакомился с этой ондерзоек беласт.Om te beginnen stelde hij met enkele simpele Experimenten обширные, dat messing en brons geen geschikte kandidaten waren. Vervolgens richtte hij zijn onderzoek op nikkel en nikkel-koperlegeringen. Зуивер Никкель имел enkele uitstekende eigenschappen. Het was vrij van corrosie, vormvast, has een hoge stijfheid en een gemiddelde uitzettingscoëfficiënt. Voor landmeetkundige toepassingen имел мужчин echter meetstaven van vier meter lengte nodig en geen enkele fabrikant was in staat een dergelijke staaf te maken die perfect homogeen en vrij van scheurtjes was.
Onverwachte verschijnselen [пиво | бронтекст беверкен]
В 1895 году ондерзохт Й. Dit leverde enkele verrassingen op. Hoewel zowel ijzer als nikkel magnetische materialen zijn, bleek de onderzochte legering niet-magnetisch te zijn en de uitzettingscoëfficiënt был veel hoger dan die van zuiver nikkel of ijzer in de meest gangbare vorm.Het onderzoek был verricht op verzoek van de technische afdeling van de artillerie ( Section Technic de l’artillerie ), te Parijs en de legering был geleverd door de staalfabrieken van Imphy ( Aciéries d’Imphy ) bij Комментарий, toentertijd de l’artillerie -Fourchambault geheten.
Энидж Джарен Эрдер имел Джона Хопкинсона opgemerkt, dat nikkel-ijzerlegeringen een opmerkelijke transformatie kunnen ondergaan. Bij het onderzoeken van een legering встретил 25% nikkel, bleek deze vrij zacht en niet-magnetisch te zijn.Als de legering echter werd gekoeld in, bijvoorbeeld, droogijs, werd het hard en magnetisch. Het volume nam daarbij wel 2% toe. Er was in die tijd nog weinig bekend van kristalroosters van Metalen, zodat men niet wist, that it hier om een overgang tussen twee verschillende kristalstructuren ging.
In het voorjaar van 1896 werd er door dezelfde staalfabrieken van Imphy een staaf van een nikkel-ijzerlegering встретил 30% nikkel afgeleverd, лучший массажист ван te maken. Guillaume mat de uitzettingscoëfficiënt, die slechts ongeveer een derde van die van platina bleek te zijn.Это было очень удобно. Позже Гийом Верклаарде, dat vór die tijd geen enkele natuurkundige dit voor mogelijk zou hebben gehouden, omdat men ervan uitging, dat de fysische eigenschappen van legeringen ergens tussen de eigenschappen van de Samenstellende, 9, de Samenstellende, 9, 11, 9, 9 .
Guillaume kreeg van zijn directeur, J.R. Benoît, toestemming om de verschijnselen verder te onderzoeken, maar het bureau имел для этого onderzoek geen fondsen beschikbaar.Guillaume besloot daarop – het was toen mei 1896 – de hulp in te roepen van Henri Fayol, de algemeen directeur van de staalfabrieken te Imphy. Beide reeds onderzochte legeringen, die van 22% en die van 30% nikkel, kwamen daar namelijk vandaan. De heer Fayol antwoordde hem eenvoudigweg: “Uw werk is interessant. Wat heeft u nodig om uw werk voort te zetten? U kunt op ons rekenen”. Zo begon een samenwerking waarbij het Internationaal Bureau kosteloos meer dan 600 verschillende legeringen ontving.
Uitzettingscoëfficiënt van nikkel-ijzer uitgezet tegen de samenstelling.Минимальная ставка – 36%.De ontdekking van invar [bewerken | бронтекст беверкен]
In de herfst van 1896 stelde Guillaume обширный dat de laagste uitzettingscoëfficiënt bij kamertemperatuur bereikt werd met een legering die ongeveer 36% nikkel bevatte en dat de uitzettingscoefficiënt van die legering een i tjiende van die was van die van die. Op voorstel van Marc Thury werd het materiaal invar genoemd. В het vervolgonderzoek werd de invloed van een groot aantal additieven onderzocht: mangaan, koolstof, chroom en koper.
Daar geen enkele industrial geproduceerde nikkel-ijzerlegering geheel vrij van mangaan en koolstof is, rekende Guillaume все соответствующие результаты, наравне с аналогичными показателями, встретились с 0,1% мангаана и 0,4% масла, стандартного фунтов стерлингов.
Ook de invloed van thermische en mechanische behandeling werd onderzocht. Legeringen die waren uitgegloeid en geleidelijk afgekoeld in lucht werden in de natuurlijke toestand genoemd. Deze bewerkingen hadden een lichte verhoging van de uitzettingscoëfficiënt tot gevolg.Een snelle afkoeling leidde tot vermindering van de – toch al lage – thermische uitzetting, terwijl verdere harding door middel van hameren een verdere vermindering van de thermische uitzetting tot gevolg has.
Het был в 1896 году al duidelijk dat er een verband bestond tussen de thermische uitzetting en het ferromagnetisch gedrag. Так же, как Guillaume verschillende nikkel-ijzerlegeringen met elkaar vergeleek, был создан bleek de temperatuur de samenstelling waarbij de legering nog net magnetisch, overeen te komen met de toest и waarbij de uitzettingscoëfficiënt de stperatén de uitzettingscoëfficiënt (α) herandert mettingscoëfficiënt (α) herandert temperaturde snake.
Begin 1897 beschreef Guillaume zijn ontdekking in de publicatie Recherches sur les aciers au nickel. Расширения при высоких температурах; электрическое сопротивление. (CR Acad. Sci. 125, 235 ± 238, 1897). На этот момент был hij zeventien verschillende legeringen onderzocht.
Zie voor Guillaumes verdere onderzoek aan nikkel-ijzerlegeringen ook elinvar.
Op 10 декабря 1920 года, открытие Гийома воор зийн ондерзук ан никкель-йзер легеринген де Нобельпрайс воор де Натуркунд.
De ongewoon lage thermische uitzetting van invar, die ook bij sommige andere materialen voorkomt, wordt het invareffect genoemd.
Invar heeft een kubisch vlakgecentreerd (fcc) kristalrooster, встреченный заместителем ван никкеля. Het invar kan twee magnetische toestanden met ongeveer gelijk energieniveau aannemen, de ene ferromagnetisch, de andere antiferromagnetisch. De ferromagnetische toestand высокий, его большой объем и антиферромагнетизм tostand.
Bij hogere temperaturen – это антиферромагнетик, чтобы поддерживать энергию и энергию. Daardoor zal het extra volume verdwijnen, naarmate de temperatuur stijgt. Hierdoor wordt de normale thermische uitzetting deels gecompenseerd, zodat het werkelijke volume min of meer constant blijft. Boven de Curietemperatuur – это нормальный ферромагнетизм, содержащийся в нематериальном материале. De Curietemperatuur van invar составляет 280 ° C.
Invar kan om verschillende redenen toegepast worden:
- om de afmetingen van een constructie precies te kunnen Wastleggen, bijvoorbeeld in meetinstrumenten;
- , как он максимален, в использовании, так и в биметалле;
- ом ervoor te zorgen dat een stuk metaal goed kan hechten aan een ander materiaal; в dat geval moet de uitzettingscoëfficiënt niet nul zijn, maar precies afgestemd op die van het andere materiaal, waar het mee verbonden.Het andere materiaal – это стекло, керамика и композит;
- om extreme temperatuursverschillen te kunnen doorstaan zonder te bezwijken aan thermische spanningen.
- bij tankers for vloeibaar gemaakt gas als binnenwand van de tank om tegen de zeer lage temperatuur bestand te zijn.
Удлинение [bewerken | бронтекст беверкен]
De meter [пиво | бронтекст беверкен]
Bij vrijwel elk fysisch onderzoek speelt lengtemeting een rol, прямой или косвенный.De sizesie lengte maakt namelijk deel uit van grootheden als de snelheid, druk, kracht en energie. Voor een nauwkeurige lengtemeting is een goede temperatuurbeheersing van belang, omdat de thermische uitzetting de nauwkeurigheid van de meetapparatuur beperkt. Praktisch betekende dit в tijd Гийома, это между lngtemeting buiten het gecontroleerde milieu van een labratorium nauwelijks mogelijk was. Zelfs de warmteafgifte van de onderzoeker zelf kon een meting al verstoren.
Een meetlat van invar levert een goede oplossing voor deze проблема.De aanwezigheid van een kleine hoeveelheid mangaan of koolstof voorkomt putcorrosie. Het oppervlak идет te polijsten en te graveren, вот nodig is om de afstandsmarkeringen aan te brengen. Het is bestand tegen langdurige onderdompeling en een vochtige atmosfeer. Een mogelijke lichte aantasting van het oppervlak kan gemakkelijk weggepoetst worden. Het materiaal – это echter niet best и tegen een zuur milieu.
Landmeetkundige Instrumenten [bewerken | бронтекст беверкен]
De landmeetkunde of geodesie maakt gebruik van de driehoeksmeting.Hiervoor heeft men een meetlijn nodig tussen twee punten met een bekende onderlinge afstand, bijvoorbeeld 10 km. Als men vanaf beide punten een derde punt kan waarnemen en de hoek meet tussen de meetlijn en de lijn naar het derde punt, kan men de positie van het derde punt ten opzichte van de beide eerste punten berekenen. De procedure begin dus met het opmeten van de meetlijn.
Bij de Традиционный метод werden daarvoor starre landmeetkundige meetstaven van vier meter lengte gebruikt.Метод Deze был nauwkeurig, maar erg omslachtig. Встреченная команда van zo’n 60 mensen kon men, als alles goed liep, zo’n 400 метров за день.
De landmeetkundige Edvard Jäderin использовал новый метод ontwikkeld, waarin hij een strak gespannen metaaldraad gebruikte om de meetlijn op te meten. De metaaldraad был стандартным 24-метровым lang, maar als het nodig был om een rrivier of ravijn of iets dergelijks te overspannen, kon men langere draden gebruiken. Ен отправился на поиски команды, фургон с 12 до 15 человек, по методу 5 км на каждый день.De iets lagere nauwkeurigheid kon worden gecompenseerd door een groter aantal meetlijnen te gebruiken en de verschillen uit te middelen. Om te kunnen corrigeren voor de thermische uitzetting gebruikte men wel een combinatie van twee meetdraden, een van staal en een van messing. Het verschil in lengte был een maat voor de gemiddelde temperatuur.
Гийом имел staalfabrieken van Imphy al gevraagd om een meetdraad van invar te maken, toen hij een verzoek van Jäderin ontving om een meetdraad voor de Russisch-Zweedse landmeetkundige Expeditie naar Spitsbergen worden ge van 1899–190.De toevoeging van chroom gaf de legering voldoende sterkte om enige trekkracht te kunnen doorstaan. Дверь gloeien kreeg de legering voldoende vervormbaarheid om er een draad te kunnen trekken. Het trekken van de draad zorgde voor de juiste mate van Mechanische harding zodat ze bestand waren tegen een grote elastische vervorming. Op 13 сентябрь 1899 г. Schreef Jäderin vanuit de Treurenbergbaai te Spitsbergen dat ze een meetlijn van 10 024 meter hadden opgemeten en bij herhaling van de meting in omgekeerde richting slechts 19 mm verschil vonden.
Een bij een metrologisch labratorium geprepareerde en geijkte meetdraad kon worden opgerold en problemloos getransporteerd naar het gebied waar een meetlijn moest worden bepaald.
В 1912 году был проведен интересный эксперимент uitgevoerd waarbij de thermische uitzetting van de Eiffeltoren werd gemeten. Het ene eind van een draad van invar werd aan een paaltje in de grond исследуется в het andere eind aan een hefboom в een apparaat op de tweede verdieping van de Eiffeltoren.Die hefboom tekende met een schrijfstift de stand van de hefboom op een papierrol af. Bij 5 graden temperatuurstijging bewoog de hele verdieping een сантиметр omhoog. Op die manier functioneerde de Eiffeltoren als soort gigantische thermometer.
Tussen 1922 en 1924 gebruikte de U.S. Coast and Geodetic Survey een invar meetlint om de lijn tussen het Mount Wilson Observatory en het 22 mijl verderop gelegen Lookout Mountain op te meten. Michelson gebruikte die lijn als meetlijn voor het bepalen van de lichtsnelheid.
Tijdmeting [bewerken | бронтекст беверкен]
Slingeruurwerk [пиво | бронтекст беверкен]
Een slingeruurwerk gebruikt een slinger om een nauwkeurige tijdmeting te verkrijgen. De Periode van Een Slinger – это Alleen Afhankelijk van de Lengte en de Versnelling van de Zwaartekracht.
Als de temperatuur toeneemt zet de slinger uit, waardoor de klok trager gaat lopen. Температура снижается до 0,5 секунды на день на градус температуры по Цельсию.Er Waren Wel Methoden om de temperatuurgevoeligheid te compenseren. Бидж Грэхамс компенсационный метод, bijvoorbeeld, werd de slinger voorzien van een vat met kwik, dat bij uitzetting omhoog kwam, zodat het zwaartepunt op gelijke hoogte bleef. Binnen een paar jaar na de ontdekking van invar begon men dit materiaal ook te gebruiken voor de slingers van slingeruurwerken, waardoor het compilationemechanisme overbodig werd.
F.A. Vening Meinesz gebruikte drie slingers van invar in zijn instrument om de sterkte van de zwaartekracht te meten.
Klokken met een spiraalveer [bewerken | бронтекст беверкен]
Bij horloges en klokken met een onrust (een heen-en-weer draaiend vliegwieltje) – это период афанкелийк ван хет traagheidsmoment van de onrust en de elasticiteitsmodulus van de spiraalveer. Een horloge встретил een stalen spiraalveer en een messing onrust loopt elf, secondden per dag trager bij elke graad temperatuurstijging. Ook hier wornpensatiemechanismen voor uitgevonden. Door de spiraalveer uit te voeren in een nikkel-staallegering met de juiste eigenschappen kon een horloge zo afgeregeld wordden, dat het bij 0 ° C en bij 30 ° C, даже snel liep en bij 15 ° C hooguit 25 секунд на каждый день sneller.Dat was twaalf tot vijftien keer beter dan wat bereikbaar был встречен как stalen spiraalveer. Toen Guillaume de Nobelprijs kreeg, werden er jaarlijks drie miljoen horloges met een dergelijke veer uitgerust. Verdere verbeteringen bereikte men door de ontwikkeling van elinvar.
Zonnewijzers [bewerken | бронтекст беверкен]
Voor de Eerste Wereldoorlog gebruikten de spoorwegen в Frankrijk grote zonnewijzers van invar om de treinenloop te regelen. Deze hadden uiteraard als nadeel dat ze alleen overdag te gebruiken waren bij helder weer, maar het grote voordeel was dat ze jaar in jaar uit gelijk bleven lopen.Ze vormden daarmee een goede controle voor mechanische uurwerken. De toepassing van invar voorkwam dat hoge of lage temperaturen een afwijking veroorzaakten.
Bimetalen [bewerken | бронтекст беверкен]
 Zie bimetaal voor het hoofdartikel over dit onderwerp. |
Al lang voor de uitvinding van invar werden bimetalen gebruikt в различных инструментах. Bimetalen werden bijvoorbeeld gebruikt om chronometer te compenseren voor temperatuurschommelingen.Hetzelfde principe werd eind twintigste eeuw gebruikt voor temperatuurcompensatieregelaars в телевизорах.
Een bimetaal wordt gemaakt door twee strookjes van twee verschillende metalen aan elkaar te bevestigen, waarbij deze metalen een verschillende uitzettingscoëfficiënt hebben. Hoe groter het verschil, hoeffectiever het bimetaal. Het lag voor de hand om daar invar bij te gebruiken, omdat geen enkel metaal een lagere uitzettingscoëfficiënt heeft.
Bimetalen vonden vanaf de jaren twintig ook een grote toepassing in the термостат для C.V.-installaties, elektrische waterkokers, strijkijzers, Broodroosters, enzovoort.
Bimetalen worden ook gebruikt als veiligheidsschakelaar voor gastoestellen. Als de vlam dooft, daalt de temperatuur en schakelt de bimetaal de gastoevoer af.
Прецизионные инструменты [пиво | бронтекст беверкен]
Для аллергических реакций это het van belang dat de afmetingen specific gelijk blijven, ook als de temperatuur varieert. Zo wordt invar toegepast в конструкциях ван-лазеров, оптических интерферометров и телескопов.
Gereedschapsmachines [пиво | бронтекст беверкен]
Moderne digitaal bestuurde gereedschapsmachines hebben een nauwkeurigheid op het niveau van микрометры. Daarbij wordt tegenwoordig vaak een coördinatenmeetsysteem (Координатно-измерительная машина ) gebruikt voor het bepalen van de afmetingen van het werkstuk en de exacte positie waar een bewerking moet plaatsvinden. Alle mogelijke warmtebronnen kunnen de apparatuur laten uitzetten waardoor afwijkingen zouden kunnen ontstaan.Soms wordt de temperatuur gemeten en de daarbij behorende thermische uitzetting berekend. Самая последняя тенденция – это om het frame van een coördinatenmeetsysteem uit te voeren in invar, waardoor temperatuurschommelingen geen invloed meer hebben.
Sommige coördinatenmeetsystemen zijn gedeeltelijk in aluminium (uitzettingscoëfficiënt: 23 10 −6 K −1 ) uitgevoerd en zijn daarnaast voorzien van invar staven in all bewegingsrichtingen. Sensoren meten de lengteverandering van het aluminium ten opzichte van invar to op de micrometer nauwkeurig.
Schaduwmaskers [bewerken | бронтекст беверкен]
Kleurentelevisies hebben én elektronenkanon voor elk van de drie basekleuren. Een schaduwmasker встретил duizenden kleine gaatjes zorgt ervoor dat elk van de elektronenstralen op de juiste plaatsen terechtkomt, namelijk op die beeldpunten die oplichten in de gewenste kleur. Als het schaduwmasker uitzet, komt een deel van de elektronenbundel terecht op beeldpunten van de verkeerde kleur, waardoor de ene kleur in de andere overloopt ( doming effect ).Door het schaduwmasker uit te voeren in invar, wordt dit voorkomen.
Golfgeleiders [bewerken | бронтекст беверкен]
Golfgeleiders и фильтры для microgolven word gebruikt в zend- en ontvanginstallaties для satellietcommunicatie, televisiezenders en mobiele netwerken.
Een filter for microgolven bestaat uit een metalen doos of koker met een aantal holten. De afmetingen van die holten komen overeen met de golflengte van te ontvangen signal. Als het filter uitzet, verandert de golflengte en daarmee de frequency van het signaal waar het op is afgestemd.Om te voorkomen dat temperatuursveranderingen de ontvangstfrequentie beïnvloeden, wordt het filter vaak uitgevoerd in invar.
Hechting van metaal aan andere materialen [bewerken | бронтекст беверкен]
Все материалы встретились с различной степенью полезности использования, чтобы узнать, как использовать материалы, связанные с потерями, а также с температурой и температурой. Bij een bimetaal – это deze verbuiging gewenst, maar meestal is het effect schadelijk. De Grootste проблема Treden op als men een metaal wil verbinden aan glas, keramiek of composietmaterialen, aangezien die doorgaans een lagere uitzetting vertonen dan de meeste metalen.
Voor de ontdekking van invar имел men de keuze uit enkele metalen met een vrij lage uitzettingscoefficiënt, зоалс иридий (6,5 10 −6 K −1 ), тантал из волчьего пуха (4,5 10 −6 ). К −1 ). Deze metalen zijn echter zeer kostbaar. Sinds de ontdekking van invar kon men een nikkel-ijzerlegering samenstellen met precies de gewenste mate van uitzetting.
Gloeilampen en elektronica [Bewerken | бронтекст беверкен]
Bij de ontwikkeling van gloeilampen werd men geconfronteerd встретил эту проблему с электрическими контактами двери het glas heen gevoerd moesten worden zonder dat er lekkage optrad.De gloeilampen werden immers vacuüm gezogen. Oorspronkelijk werd hiervoor het kostbare platina gebruikt. Een nikkel-ijzerlegering встретил 45% nikkel bleek de gewenste uitzettingscoëfficiënt te hebben. Deze legering wordt ook wel platinite genoemd.
Draden van deze nieuwe legering, voorzien van een koperlaagje, verdrongen het gebruik van platina in de gloeilampenindustrie volledig. De totale besparing correp wel 20 миллионов франков за гар (gegevens 1920). Uiteraard werd dit materiaal ook toegepast voor de groeiende productie van radiobuizen.
In de optica werd deze legering gebruikt voor het monteren van lenzen in microscopen en telescopen, om een optimale, constante bevestiging te verkrijgen.
In de elektronica worden IC включает в себя полный компонент vaak voorzien van een keramische behuizing. Om de contacten op een betrouwbare wijze door het omhulsel te voeren, wordt ook vaak invar toegepast.
Mallen voor composieten [bewerken | бронтекст беверкен]
Современные композиторы и кунстары умирают, когда умирают от одного слова до другого, и от него умирают при температуре 177 ° C.Bij het afkoelen van de mal, moet de mal evenveel krimpen als het composietmateriaal om te voorkomen dat het werkstuk verbuigt of scheurt. Invar heeft daarvoor de geschikte uitzettingscoëfficiënt. Composieten worden veel toegepast in de vliegtuigbouw om gewicht te besparen. De Airbus A380 bijvoorbeeld, весит 150 тонн, вес 40 тонн и композитный материал.
Sommige mallen, die hierbij gebruikt worden, wegen meer dan 12 ton. Alleen al voor de wing box , het gedeelte van de romp waar de vleugels aan worden bevestigd, zijn wel zeven van die mallen benodigd.
Криоген toepassingen [bewerken | бронтекст беверкен]
Voor het vervoer van aardgas in tankchepen wordt het gas vloeibaar gemaakt door het tot −163 ° C te koelen. Bij het laden van een aardgastanker ondergaan de tanks een grote temperatuursverandering waardoor grote thermische spanningen kunnen ontstaan. Oudere typen aardgastankers hadden daarom bolvormige tank met wanden van 5 to 8 cm dikte.
In de jaren zestig van de twintigste eeuw ontwikkelde Gaztransport Technigaz (GTT) een aardgastanker waarvan de wanden bestonden uit twee lagen invar van de twintigste eeuw ontwikkelde Gaztransport Technigaz (GTT) een aardgastanker waarvan de wanden bestonden uit twee lagen invar van de twintigste eeuw ontwikkelde laag van multix kisten gevuldatie.Tussen de buitenste invarlaag en de scheepswand bevond zich weer een laag perliet. Voor deze toepassing werd een speciaal type invar gebruikt. De dunne invarlagen zijn bestand tegen extreme temperatuursveranderingen, omdat ze nauwelijks krimpen of uitzetten.
Bij een latere option van dit principe, “ Combined System 1 ” (CS1) genoemd, werd een van de invarlagen vervangen door eenmbraan bestaande uit een aluminium-glasvezel composiet dat triplex genoemd wordt.В plaats van perliet wordt hierbij polyurethaanschuim gebruikt.
Ook leidingen voor vloeibaar aardgas worden in invar uitgevoerd, waardoor er minder expansielussen nodig zijn.
Строгое геномное значение термина «инвариантный» для всех случаев, когда оно используется, соответствовало 36% никкелированию, не превышающему полезного значения. Legeringen встретил nikkelgehaltes на 50% word echter ook wel invar genoemd.
Curietemperatuur [пиво | бронтекст беверкен]
Zoals reeds eerder genoemd, treedt het invareffect alleen op bij temperaturen beneden de curietemperatuur.De Curietemperatuur van invar (36%) составляет 280 ° C. De nikkel-ijzerlegering встретил 50% nikkel heeft een Curietemperatuur van 565 ° C. Voor temperaturen tussen de 280 en 565 ° C wordt de laagste uitzettingscoëfficiënt bereikt met nikkel-ijzerlegeringen tussen de 36 en de 50%. Boven de 600 ° C wordt er geen praktisch toepasbaar invareffect bij nikkel-ijzerlegeringen gevonden.
Toevoegingen [bewerken | бронтекст беверкен]
Hiervoor zijn reeds mangaan, koolstof, chroom en koper als mogelijke additieven genoemd.Ook magnesium en silicium en kobalt kunnen word toegevoegd om de Mechanische eigenschappen te beïnvloeden. Zo geeft de toevoeging van koolstof en mangaan sterkere legeringen en kan de toevoeging van chroom putcorrosie voorkomen.
Stabiliteit [bewerken | бронтекст беверкен]
Als invar in een keer vanaf de smeedtemperatuur wordt afgekoeld tot kamertemperatuur, zal het in de eerste maanden wat gaan uitzetten (enkele miljoensten van de oorspronkelijke lengte). Dit uitzetten begin vrij snel en gaat dan steeds langzamer, maar het kan jaren doorgaan.Als het materiaal dan enige tijd wordt verwarmd, krimpt het weer. Het verschil in de uiteindelijke lengte die bereikt wordt bij 0 ° C kan wel 30 10 −6 verschillend van de uiteindelijke lengte bij 100 ° C. Dit fenomeen heet ‘kruip’ en is ook met warmtebehandelingen verder te reduceren.
Als de legering minder koolstof bevat, treedt het effect in mindere mate op. Mogelijk – это гетеродин, который действует как жидкость, ван де форминг ван цементиет (Fe 3 C).
Bronnen, noten en / of referenties
|
Invar – Wikipédia
Graf závislosti koeficientu teplotnej rozažnosti na podieli niklu v niklovej oceli Инвар – это золотая жила и никлу в помере, 36 процентов – и 64 процента, [1] с малой примыкающей стороной к хромому.
Все деньги вынашены в рок 1896 г. Швайчярский физик Шарль Эдуард Гийом, за то, что достал в рок, 1920 Нобелову цену за физику.
Významnou vlastnosťou invaru je veľmi nízky koeficient teplotnej rozažnosti α = 1.2 × 10 -6 K -1 , čo umožňuje vyrábať z neho súčiastky, ktorých rozmery súveľmi málo ovplyvnené zmenami teploty. [2] Používa sa napr. v hodinárstve, topografii, optických prístrojoch ai.
- ↑ Лист данных материала Alloy 36 [онлайн]. [Cit. 2017-11-24]. Dostupné в сети. (англичанин)
- ↑ ДЭВИС, Джозеф Р. Сплавление: основы . [s.l.]: ASM International. ISBN 0-87170-744-6.С. 587–589.
-
Commons ponúka multimediálne súbory na tému Invar
Commons ponúka multimediálne súbory na tému Invar Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článkov Invar na českej Wikipédii a Invar na anglickej Wikipédii.
.