Invar 36是一種低膨脹合金,以其極低的熱膨脹系數而聞名。它主要由鐵和鎳組成,通常在室溫至約 230°C 的溫度范圍內表現出幾乎為零的熱膨脹特性。這種特性使其在精密儀器、航空航天和電子設備等領域得到廣泛應用。以下是關于Invar 36的詳細介紹:
1. 化學成分Invar 36 的主要化學成分如下:
鎳(Ni): 35-37%
鐵(Fe): 余量
碳(C): ≤0.05%
錳(Mn): ≤0.60%
硅(Si): ≤0.30%
磷(P): ≤0.025%
硫(S): ≤0.025%
鈷(Co): ≤0.50%
其他元素: 微量
特點:高鎳含量是其低熱膨脹特性的關鍵。
2. 物理性質特性數值密度8.1 g/cm3熔點1425-1450°C熱導率(室溫)10.5 W/(m·K)熱膨脹系數1.2-2.0 μm/(m·K)(20-230°C)電阻率0.82 μΩ·m磁性能鐵磁性3. 機械性能特性數值(典型值)抗拉強度450-550 MPa屈服強度(0.2%)280-350 MPa延伸率30-40%硬度(HB)160-200彈性模量145 GPa4. 低膨脹特性Invar 36 在室溫至約 230°C 的溫度范圍內表現出極低的熱膨脹系數(1.2-2.0 μm/(m·K)),這使得它在溫度變化時幾乎不發(fā)生尺寸變化。這種特性使其在以下應用中非常有用:
精密儀器:如光學儀器、激光設備、天文望遠鏡。
電子設備:如半導體制造設備、液晶顯示器(LCD)掩模版。
航空航天:如衛(wèi)星結構、航天器部件。
5. 耐腐蝕性一般環(huán)境:Invar 36 在干燥環(huán)境中具有良好的耐腐蝕性。
潮濕環(huán)境:在潮濕或腐蝕性環(huán)境中,其耐腐蝕性較差,通常需要表面處理(如鍍鎳或涂覆保護層)。
6. 加工與焊接冷加工:Invar 36 具有良好的冷加工性能,可以通過冷軋、冷拔等方式成型。
熱加工:熱加工溫度范圍為 900-1200°C,需快速冷卻以保持性能。
焊接:
方法:TIG(氬弧焊)、MIG、激光焊。
填充材料:推薦使用同質焊絲(如 Invar 36 焊絲)。
注意事項:焊接時需預熱(200-300°C)并控制層間溫度,避免裂紋。
熱處理:
退火處理:830-880°C,保溫 1 小時,空冷。
7. 應用領域Invar 36 廣泛應用于以下領域:
行業(yè)典型用途精密儀器光學儀器、激光設備、天文望遠鏡(低熱膨脹)。電子設備半導體制造設備、液晶顯示器(LCD)掩模版(尺寸穩(wěn)定性)。航空航天衛(wèi)星結構、航天器部件(溫度變化下的尺寸穩(wěn)定性)。能源液化天然氣(LNG)儲罐、管道(低溫環(huán)境下的尺寸穩(wěn)定性)。其他鐘表零件、測量儀器(精密尺寸要求)。8. 國際標準標準類型對應牌號/標準號ASTMF1684(低膨脹合金棒材)AMS7725(航空航天材料規(guī)范)UNSK93600GB/TGB/T 15018(中國國標)9. 注意事項耐腐蝕性:
在潮濕或腐蝕性環(huán)境中使用時,需進行表面處理(如鍍鎳或涂覆保護層)。
加工難度:
由于硬度較高,機加工時需使用硬質合金刀具。
焊接工藝:
焊接時需嚴格控制預熱和層間溫度,避免裂紋和變形。
成本:
Invar 36 的成本較高,通常用于高精度和高附加值產品。
10. 對比其他低膨脹合金特性Invar 36KovarSuper Invar熱膨脹系數1.2-2.0 μm/(m·K)4.5-5.5 μm/(m·K)0.5-1.0 μm/(m·K)主要成分Fe-36NiFe-29Ni-17CoFe-32Ni-5Co主要用途精密儀器、電子設備電子封裝、玻璃金屬密封超精密儀器總結:
Invar 36 是一種高性能低膨脹合金,以其極低的熱膨脹系數和良好的機械性能,在精密儀器、電子設備和航空航天等領域得到廣泛應用。盡管加工難度較大且成本較高,但其在溫度變化下的尺寸穩(wěn)定性使其成為不可替代的材料。