INVAR

1. Hệ số giãn nở nhiệt cực thấp (lợi ích cốt lõi): Trong phạm vi nhiệt độ từ -100 độ đến +200 độ, hệ số giãn nở tuyến tính trung bình Nhỏ hơn hoặc bằng 1,8 × 10⁻⁶ / độ, thấp hơn đáng kể so với thép cacbon và thép không gỉ thông thường, cho phép giãn nở gần như bằng không.
2. Độ ổn định kích thước tuyệt vời: Sau khi xử lý ổn định, sự thay đổi kích thước trong quá trình sử dụng lâu dài- là tối thiểu, khiến nó phù hợp với các dụng cụ chính xác và tiêu chuẩn đo lường.
3. Độ dẻo và khả năng gia công tốt: Ở trạng thái ủ, độ giãn dài là 30-40%, cho phép thực hiện nhiều hoạt động tạo hình khác nhau như cán nguội, kéo nguội, dập và gia công.
4. Hiệu suất nhiệt độ-thấp vượt trội: Ở -196 độ (nhiệt độ nitơ lỏng), không có quá trình chuyển đổi từ dẻo-sang giòn, duy trì độ bền và độ dẻo dai tốt; nó là vật liệu cốt lõi để lưu trữ và vận chuyển LNG.
5. Khả năng hàn tốt: Có thể hàn bằng các phương pháp như hàn TIG, hàn điện trở, hàn chùm tia điện tử. Ủ ứng suất-giảm sau khi hàn có thể khôi phục các đặc tính giãn nở-thấp.
6. Tuân thủ nhiều tiêu chuẩn quốc tế: ASTM B753 / ASTM F1684, UNS K93600, GB/T 15018 (4J36), v.v.

A:

Đặc tính giãn nở thấp của INVAR phát sinh từ Hiệu ứng Invar, một hiện tượng vật lý gây ra bởi tính sắt từ:
1. Cân bằng giữa dao động nhiệt từ giảo và mạng tinh thể: Dưới nhiệt độ Curie (khoảng 230 độ), INVAR ở trạng thái sắt từ. Khi nhiệt độ tăng, độ từ hóa giảm, dẫn đến hiệu ứng 'từ giả'-từ hóa tự phát trong chất sắt từ có xu hướng gây ra sự giãn nở thể tích. Trong khi đó, dao động nhiệt nguyên tử cũng dẫn đến sự giãn nở nhiệt mạng thông thường.
2. Loại bỏ lẫn nhau các tác động tích cực và tiêu cực: Hai hiệu ứng này triệt tiêu lẫn nhau một cách chính xác trong INVAR-khi nhiệt độ tăng, các dao động nhiệt nguyên tử làm giãn mạng nhưng sự giảm trật tự từ dẫn đến sự co lại do từ giảo giúp cân bằng chính xác sự giãn nở này. Do đó, hợp kim có hệ số giãn nở nhiệt cực thấp trong phạm vi nhiệt độ rộng từ -100 độ đến +200 độ.
3. Thất bại trên điểm Curie: Khi nhiệt độ vượt quá điểm Curie, hợp kim chuyển từ tính sắt từ sang tính thuận từ, mất từ ​​tính và trở lại trạng thái giãn nở dương thông thường. Hệ số giãn nở nhiệt sau đó nhảy vọt lên khoảng 12 × 10⁻⁶ / độ, tương đương với hệ số giãn nở nhiệt của thép thông thường.

Quá trình xử lý nhiệt của INVAR có tác động quyết định đến độ ổn định cấu trúc vi mô cuối cùng và độ chính xác về kích thước:
1. Ủ (Giảm căng thẳng, đồng nhất hóa): Làm nóng đến 815-830 độ (1525 độ F), giữ độ dày 0,5 giờ trên mỗi inch, làm nguội lò ở tốc độ Nhỏ hơn hoặc bằng 200 độ F mỗi giờ và làm mát bằng không khí sau khi làm mát dưới 600 độ F.
2. Xử lý ổn định (Được khuyến nghị cho các bộ phận có độ chính xác-cao): Giữ ở nhiệt độ 300-400 độ trong 10-20 giờ, sau đó làm nguội từ từ đến nhiệt độ phòng để loại bỏ ứng suất dư, ổn định cấu trúc austenit và giảm thiểu độ lệch chiều trong quá trình sử dụng tiếp theo.
3. Xử lý giảm căng thẳng (Sau khi gia công): Giữ ở 200-300 độ trong 1-2 giờ, sau đó làm mát bằng không khí để tránh biến dạng do ứng suất gia công gây ra.
Lưu ý: INVAR rất nhạy cảm với tốc độ làm nguội trong quá trình xử lý nhiệt. Làm lạnh nhanh có thể dẫn đến quá bão hòa austenite, dẫn đến sự biến đổi pha kết tủa trong quá trình sử dụng tiếp theo và gây ra những thay đổi trong hệ số giãn nở nhiệt. Vì vậy, tất cả các phương pháp xử lý nhiệt phải được thực hiện bằng phương pháp làm nguội chậm.

Nhiệt độ làm việc hiệu quả (với hiệu suất giãn nở thấp ổn định):
Nên nhỏ hơn hoặc bằng 200 độ, trong đó nó có thể duy trì hệ số giãn nở nhiệt cực thấp và độ ổn định kích thước tuyệt vời. Phạm vi nhiệt độ tối ưu để sử dụng là từ -100 độ đến +100 độ .
Hiệu suất ở nhiệt độ-thấp:
INVAR duy trì độ bền và độ dẻo dai tốt ở -196 độ (nhiệt độ nitơ lỏng) mà không chuyển đổi từ dẻo-sang giòn, khiến nó trở thành vật liệu lý tưởng để lưu trữ và vận chuyển LNG (-162 độ ).
Giới hạn nhiệt độ-cao:
Khi nhiệt độ vượt quá 230 độ (điểm Curie), hợp kim chuyển từ sắt từ sang thuận từ, mất đi đặc tính giãn nở-thấp. Hệ số giãn nở nhiệt tăng mạnh lên khoảng 12 × 10⁻⁶ / độ, tương đương với thép thông thường. Do đó, INVAR không phù hợp với môi trường có nhiệt độ-cao trên 230 độ .
Hiệu ứng chu kỳ nhiệt độ:
Bất kỳ chu kỳ nhiệt nào vượt quá điểm Curie sẽ làm thay đổi vĩnh viễn đặc tính giãn nở-thấp của nó, vì cấu trúc từ tính không thể khôi phục hoàn toàn về trạng thái ban đầu khi làm mát.

INVAR có tính hàn tốt nhưng cần lưu ý một số điểm sau:
1. Các phương pháp hàn được khuyến nghị: hàn TIG (hàn khí trơ vonfram), hàn điện trở và hàn chùm tia điện tử.
2. Chuẩn bị trước khi hàn: Khu vực hàn phải được làm sạch nghiêm ngặt để loại bỏ dầu, cặn và hơi ẩm.
3. Khí bảo vệ: Nên sử dụng khí argon có độ tinh khiết cao-để hàn và bảo vệ mặt sau nhằm ngăn chặn quá trình oxy hóa ở nhiệt độ-cao.
4.-Xử lý sau hàn: Nên thực hiện ủ-giảm ứng suất (khoảng 600-650 độ F) sau khi hàn để loại bỏ sự phát triển của hạt hoặc các pha kết tủa có thể xảy ra trong vùng chịu ảnh hưởng nhiệt, tránh những thay đổi về hệ số giãn nở cục bộ.
5. Kim loại phụ: Nên sử dụng dây hàn INVAR cùng loại vật liệu để đảm bảo độ giãn nở thấp của đường hàn phù hợp với vật liệu nền.
6. Những lưu ý chính: INVAR có độ dẫn nhiệt thấp (khoảng 10 W/(m·K)), do đó tốc độ gia nhiệt phải được kiểm soát trong quá trình hàn để tránh tập trung ứng suất nhiệt.

Có thể thay thế một phần, nhưng nó cần được đánh giá dựa trên phạm vi nhiệt độ cụ thể và yêu cầu về độ chính xác:
Ưu điểm của INVAR:
1. Nó có hệ số giãn nở nhiệt cực thấp (Nhỏ hơn hoặc bằng 1,8 × 10⁻⁶ / độ) trong phạm vi từ -100 độ đến +200 độ, khiến nó trở thành hợp kim có độ giãn nở thấp cổ điển với ứng dụng rộng nhất và công nghệ trưởng thành nhất.
2. Nó thể hiện khả năng làm việc và khả năng hàn tốt, cho phép nó được tạo thành nhiều hình dạng khác nhau.
3. Nó có đặc tính nhiệt độ-thấp tuyệt vời và là vật liệu cốt lõi để lưu trữ và vận chuyển LNG.
Hạn chế của INVAR:
Inadequate high-temperature (>230 độ) hiệu suất:
Hệ số giãn nở nhiệt tăng mạnh trên điểm Curie, khiến nó không phù hợp với môi trường có nhiệt độ-cao. Đối với các ứng dụng trong khoảng 200-400 độ, hãy xem xét 4J32 (với hàm lượng niken khoảng 32%, mang lại hệ số giãn nở nhiệt ổn định hơn trong phạm vi nhiệt độ thấp hơn) hoặc 4J40.
Chống ăn mòn chung:
Nó dễ bị ăn mòn trong môi trường phun muối hoặc chứa lưu huỳnh{0}}và cần được bảo vệ bề mặt. Đối với các ứng dụng có yêu cầu chống ăn mòn cao, có thể xem xét Invar không gỉ (Invar không gỉ, 54Co-9Cr-Fe).
Độ lệch chiều dài hạn-:
Có thể xảy ra những thay đổi nhỏ về kích thước khi bảo quản ở nhiệt độ phòng trong thời gian dài. Cần phải xử lý ổn định cho các ứng dụng có độ chính xác cao.
Khuyến nghị lựa chọn vật liệu:
Vui lòng cung cấp các điều kiện vận hành chi tiết (phạm vi nhiệt độ, yêu cầu về độ chính xác, môi trường trung bình, tuổi thọ sử dụng) để lựa chọn vật liệu cụ thể. Chúng tôi có thể hỗ trợ phân tích so sánh kinh tế và kỹ thuật để giúp bạn đưa ra lựa chọn tối ưu giữa INVAR và các loại hợp kim có độ giãn nở thấp-khác.
Để được báo giá về thông số kỹ thuật cụ thể, báo cáo thử nghiệm vật liệu hoặc bảng thông số kỹ thuật, vui lòng liên hệ với các kỹ sư bán hàng của chúng tôi. Chúng tôi hỗ trợ tùy chỉnh kích thước, điều kiện xử lý nhiệt và xử lý bề mặt theo yêu cầu và cung cấp đầy đủ các tài liệu được chứng nhận quốc tế.