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Materialeigenschaften von Invar 36 bar

2026-05-29
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Invar 36 bar ist eine Nickel-Eisen-Legierung mit kontrollierter Ausdehnung, die für ihren extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und ihre hervorragende Dimensionsstabilität über einen breiten Temperaturbereich bekannt ist. Sie wird üblicherweise als Alloy 36, UNS K93600, W.Nr. 1.3912, FeNi36 und Ni36 bezeichnet. Die wichtigste Materialeigenschaft von Invar 36 bar ist, dass es etwa 36% Nickel enthält, was der Legierung ihr berühmtes geringes Wärmeausdehnungsverhalten verleiht. Daher werden Invar 36 Rundstangen, Flachstangen, Vierkantstangen und präzisionsbearbeitete Stangen weithin für Werkzeuge in der Luft- und Raumfahrt, Verbundwerkstoffformen, Messinstrumente, optische Systeme, LNG- und kryogene Anlagen, Präzisionsvorrichtungen, Schattenmasken, wissenschaftliche Instrumente und Teile, die bei Temperaturschwankungen ihre genauen Abmessungen beibehalten müssen, verwendet.

Invar 36 Bar Materialeigenschaften Übersicht

Invar 36 Stäbe werden nicht in erster Linie wegen ihrer hohen Festigkeit, Verschleißfestigkeit oder Korrosionsbeständigkeit ausgewählt. Seine wertvollste Eigenschaft ist die Maßhaltigkeit. Bei vielen Präzisionsanwendungen kann selbst eine kleine, durch Temperaturschwankungen verursachte Maßänderung zu Montagefehlern, Messabweichungen, Werkzeugfehlern oder Verformungen der Teile führen. Invar 36 löst dieses Problem, indem es im Vergleich zu Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Aluminiumlegierungen und vielen Nickellegierungen eine sehr niedrige Wärmeausdehnungsrate aufweist.

Der Name Invar“ kommt von invariable” (unveränderlich) und bezieht sich auf die geringe Maßveränderung bei Temperatur. In Stangenform kann Invar 36 zu Stäben, Wellen, Stiften, Rahmen, Abstandshaltern, Messstäben, Formeinsätzen, Vorrichtungen und Präzisionsbauteilen verarbeitet werden. Für technische Einkäufer sind die wichtigsten zu prüfenden Materialeigenschaften die chemische Zusammensetzung, der Wärmeausdehnungskoeffizient, die Dichte, die mechanischen Eigenschaften, die Härte, der Wärmebehandlungszustand, das Bearbeitungsverhalten, die Schweißbarkeit und die Maßhaltigkeit nach der Verarbeitung.

Invar 36 bar

Zusammenfassung der grundlegenden Materialeigenschaften

Immobilien-Kategorie Invar 36 Bar Leistung Praktische Bedeutung
Legierung Typ Nickel-Eisen-Legierung mit kontrollierter Ausdehnung Wird verwendet, wenn Dimensionsstabilität wichtiger ist als hohe Festigkeit
Nickelgehalt Über 36% Hauptgrund für das geringe thermische Ausdehnungsverhalten
Hauptobjekt Sehr niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient Reduziert Maßänderungen bei Temperaturschwankungen
Dichte Etwa 8,05 g/cm³ Wird für die Berechnung von Stangengewicht, Angebot und Bearbeitungsrohling verwendet
Magnetisches Verhalten Magnetisch bei Raumtemperatur Kann für Instrumente und elektromagnetische Anwendungen von Bedeutung sein
Typische Balkenformulare Rundstab, Flachstab, Vierkantstab, geschmiedeter Stab, präzisionsgeschliffener Stab Geeignet für die Bearbeitung zu Präzisionsbauteilen

Invar 36 UNS K93600 / 1.3912 Bezeichnung der Sorte

Invar 36 Stabstahl wird üblicherweise unter verschiedenen internationalen Bezeichnungen und Werkstoffnummern geführt. Die gebräuchlichste Bezeichnung ist UNS K93600. In den europäischen Werkstoffsystemen ist die W.Nr. 1.3912 weit verbreitet. Je nach Lieferant, Region und Produktnorm kann die Legierung auch Alloy 36, FeNi36, Ni36, Pernifer 36 oder Nilo 36 genannt werden.

Die korrekte Identifizierung der Sorten ist wichtig, da Invar 36, Super Invar, Kovar, Alloy 42 und andere Legierungen mit kontrollierter Ausdehnung in Stangenform zwar ähnlich aussehen können, ihr Ausdehnungsverhalten und ihre Anwendungsbereiche jedoch unterschiedlich sind. Ein Käufer sollte kein Material akzeptieren, nur weil es als “Legierung mit geringer Ausdehnung” bezeichnet wird. Aus dem MTC sollten die korrekte Sorte, die chemische Zusammensetzung, die Schmelznummer und die anwendbare Norm eindeutig hervorgehen.

Tabelle zur Identifizierung von Sorten

Bezeichnung Bedeutung Hinweis zum Kauf
Invar 36 Gebräuchlicher Handelsname Weit verbreitet in Technik und Beschaffung
Legierung 36 Allgemeiner Materialname Häufig von Lieferanten und Händlern verwendet
UNS K93600 Einheitliche Materialbezeichnung Nützlich für internationale Notenbestätigungen
W.Nr. 1.3912 Europäische Werkstoffnummer Gemeinsam in europäischen Zeichnungen und Bescheinigungen
FeNi36 / Ni36 Bezeichnung der Eisen-Nickel-Legierung Zeigt etwa 36% Nickelgehalt an

Warum UNS K93600 wichtig ist

UNS K93600 hilft, Verwirrung beim internationalen Einkauf zu vermeiden. Wenn in einer Zeichnung UNS K93600 angegeben ist, sollte der Lieferant nicht Alloy 42, Kovar oder Super Invar anbieten, es sei denn, der Kunde stimmt der Substitution zu. Bei Präzisionsanwendungen kann schon ein kleiner Unterschied im Ausdehnungskoeffizienten ausreichen, um den falschen Werkstoff als inakzeptabel einzustufen.

Chemische Zusammensetzung und Nickelgehalt von 36%

Die chemische Zusammensetzung von Invar 36 bar ist einfach, aber sehr wichtig. Es handelt sich hauptsächlich um eine Eisen-Nickel-Legierung, die etwa 36% Nickel enthält, mit Eisen als Rest und kleinen kontrollierten Mengen an Kohlenstoff, Mangan, Silizium, Schwefel, Phosphor, Chrom, Kobalt und anderen Restelementen, je nach der geltenden Norm.

Der Nickelgehalt 36% ist der Kern des Invar-Effekts. Diese Nickel-Eisen-Zusammensetzung führt zu einem sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten bei Raumtemperatur. Wenn der Nickelgehalt zu weit vom erforderlichen Bereich entfernt ist, kann sich die Eigenschaft der geringen Ausdehnung ändern. Aus diesem Grund ist die Kontrolle der chemischen Zusammensetzung für Invar 36 bar unerlässlich.

Typische chemische Zusammensetzung von Invar 36 Bar

Element Typischer Bereich / Grenzwert Funktion oder Kontrolle Grund
Nickel (Ni) Über 35.0% - 37.0% Hauptelement zur Kontrolle des Verhaltens bei geringer Wärmeausdehnung
Eisen (Fe) Bilanz Basiselement mit Nickel in Fe-Ni gesteuertem Ausdehnungssystem
Kohlenstoff (C) Kontrolliertes niedriges Niveau Beeinflusst das mechanische Verhalten und die Verarbeitungsqualität
Mangan (Mn) Kontrolliertes Nebenelement Hilft bei der metallurgischen Kontrolle, muss aber innerhalb der Spezifikation bleiben
Silizium (Si) Kontrolliertes Nebenelement Kontrolliert auf Legierungsqualität und Verarbeitungsverhalten
Schwefel (S) Niedrige Grenze Niedrig gehalten für Warmumformbarkeit und Bearbeitungsqualität
Phosphor (P) Niedrige Grenze Kontrollierte Verunreinigung mit Auswirkungen auf Duktilität und Qualität
Kobalt (Co) Kontrollierte Restmenge oder festgelegter Grenzwert Kann das Ausdehnungsverhalten und die magnetischen Eigenschaften beeinflussen

Kontrolle der Zusammensetzung und Dimensionsstabilität

Bei normalem Baustahl wirken sich geringe Schwankungen in der Zusammensetzung nicht unbedingt auf die Formstabilität aus. Bei Invar 36 ist die Zusammensetzung direkt mit der Wärmeausdehnung verbunden. Aus diesem Grund sollten Käufer die tatsächliche Wärmeanalyse im MTC überprüfen, insbesondere den Nickelgehalt, den Kohlenstoff, das Kobalt und die Restelemente. Bei Präzisionswerkzeugen und Instrumentenanwendungen sollte man sich nicht nur auf den Produktnamen verlassen.

Niedrige thermische Ausdehnungseigenschaften von Invar 36 Bar

Die geringe Wärmeausdehnung ist der wichtigste Grund für die Wahl von Invar 36 bar. Wenn sich die Temperatur ändert, dehnen sich die meisten Metalle merklich aus oder ziehen sich zusammen. Invar 36 dehnt sich innerhalb seines nützlichen Temperaturbereichs mit geringer Ausdehnung viel weniger aus als Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Aluminium, Kupferlegierungen und viele Nickellegierungen.

Dieses geringe Ausdehnungsverhalten ermöglicht es Invar 36-Komponenten, ihre Größe und Form in Präzisionsumgebungen stabil zu halten. Es ist besonders nützlich für lange Stangen, Rahmen, Vorrichtungen, Formen, Messwerkzeuge, optische Halterungen, Verbundwerkstoff-Layup-Werkzeuge und Komponenten, bei denen Temperaturschwankungen Maßfehler verursachen können.

Warum eine geringe Expansion wertvoll ist

In einer Präzisionsbaugruppe kann eine Fehlanpassung der Wärmeausdehnung Spannungen, Ausrichtungsfehler, Verformungen oder Messfehler verursachen. Wenn sich zum Beispiel ein langer Messstab zu stark ausdehnt, wird die Messung ungenau. Wenn sich eine Verbundwerkstoffform anders ausdehnt als das Verbundwerkstoffteil, entspricht die endgültige Form möglicherweise nicht der Toleranz. Invar 36 verringert dieses Risiko, indem es die Maßänderung über den normalen Arbeitstemperaturbereich sehr gering hält.

Geringe Ausdehnung bedeutet nicht gleich null Ausdehnung

Invar 36 wird oft als Legierung mit geringer Ausdehnung beschrieben, ist aber kein Material mit Null-Ausdehnung. Sein Wärmeausdehnungskoeffizient ändert sich mit der Temperatur, der Wärmebehandlung, der Kaltarbeit, der Zusammensetzung und der thermischen Vorgeschichte. Für hochpräzise Konstruktionen sollten die tatsächlichen Ausdehnungsdaten mit dem Arbeitstemperaturbereich abgeglichen werden.

Material Thermisches Ausdehnungsverhalten Praktische Bedeutung
Invar 36 Sehr geringe Ausdehnung bei Raumtemperatur Am besten für Dimensionsstabilität
Kohlenstoffstahl Deutlich höhere Expansion als Invar 36 Weniger geeignet für temperaturempfindliche Präzisionsteile
Rostfreier Stahl Höhere Ausdehnung als Invar 36 Kann bei Präzisionswerkzeugen zu Maßabweichungen führen
Aluminium-Legierung Sehr hohe Expansion im Vergleich zu Invar 36 Geringes Gewicht, aber schlechte Dimensionsstabilität bei Temperaturschwankungen

Wärmeausdehnungskoeffizient bei verschiedenen Temperaturen

Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Invar 36 bar ist von kryogenen Temperaturen bis zu moderaten Temperaturen niedrig. Allerdings ist der Wert nicht bei jeder Temperatur konstant. Mit steigender Temperatur, insbesondere oberhalb des normalen Bereichs mit geringer Ausdehnung, nimmt die Ausdehnungsrate zu. Deshalb muss vor der Auswahl von Invar 36 der Arbeitstemperaturbereich berücksichtigt werden.

Typische CTE-Referenzwerte

Temperaturbereich Typischer mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient Technik Bedeutung
20°C bis 100°C Sehr niedrig, oft etwa 1,2 - 1,6 × 10-⁶ /°C je nach Zustand Hervorragend geeignet für Präzisionswerkzeuge und -instrumente, die bei Raumtemperatur betrieben werden
20°C bis 150°C Niedrig, aber höher als der Raumtemperaturbereich Immer noch nützlich für viele Präzisionsanwendungen
20°C bis 200°C Gering bis mäßig im Vergleich zu Stahl Nützlich, aber bei engen Toleranzen muss die Ausdehnung berechnet werden
Über etwa 200°C Anstieg der Expansionsrate Der Invar-Effekt wird mit steigender Temperatur weniger dominant
Kryogener Bereich Geringe Ausdehnung bei guter Zähigkeit Nützlich für LNG und Niedertemperaturanlagen

Warum CTE-Daten mit der Anwendungstemperatur abgeglichen werden sollten

Wenn das Bauteil nur zwischen 20°C und 80°C arbeitet, kann Invar 36 eine ausgezeichnete Maßkontrolle bieten. Wenn das Bauteil in der Nähe von 200°C oder darüber arbeitet, sollte der Konstrukteur die genauen WAK-Daten und die zulässige Toleranz überprüfen. Wenn die Anwendung eine noch geringere Ausdehnung in der Nähe der Raumtemperatur erfordert, kann Super Invar in Betracht gezogen werden, das jedoch einen engeren praktischen Temperaturbereich und ein anderes mechanisches Verhalten aufweist.

Dichte, Schmelzbereich und physikalische Eigenschaften

Invar 36 bar hat eine Dichte von etwa 8,05 g/cm³. Dies ist nützlich für die Berechnung des theoretischen Gewichts, der Materialkosten, des Gewichts der Bearbeitungsrohlinge und der Frachtkosten. Da Invar 36 üblicherweise als Rundstab, Flachstab, Vierkantstab und Schmiedestab geliefert wird, ist die Gewichtsberechnung auf der Grundlage der Dichte wichtig für Angebote und Schneidpläne.

Invar 36 bar

Typische physikalische Eigenschaften

Physikalische Eigenschaft Typische Werte/Verhaltensweisen Praktische Bedeutung
Dichte Etwa 8,05 g/cm³ Verwendet für Gewichts- und Preisberechnung
Schmelzbereich Etwa 1425°C - 1450°C Nützlich für die thermische Verarbeitung Referenz
Magnetisches Verhalten Magnetisch bei Raumtemperatur Wichtig für Instrumente und magnetempfindliche Konstruktionen
Wärmeleitfähigkeit Niedriger als viele gängige Stähle und Aluminiumlegierungen Temperaturgradienten sollten in großen Teilen berücksichtigt werden
Elektrischer spezifischer Widerstand Höher als reine Metalle wie Kupfer Relevant für elektrische oder sensorische Anwendungen

Physikalische Eigenschaften und Auswahl der Stäbe

Für die meisten Käufer sind Dichte und WAK die wichtigsten physikalischen Eigenschaften. Für Ingenieure, die optische Systeme, Messrahmen oder kryogene Baugruppen entwerfen, können auch das magnetische Verhalten, die Wärmeleitfähigkeit und die Daten zur Wärmeausdehnung von Bedeutung sein. Invar 36 sollte unter Berücksichtigung der gesamten Betriebsumgebung ausgewählt werden, nicht nur nach dem Namen der Legierung.

Mechanische Eigenschaften von Invar 36 Bar

Invar 36 bar hat eine mittlere mechanische Festigkeit und eine gute Zähigkeit. Es handelt sich nicht um eine hochfeste Legierung wie die ausscheidungsgehärteten Nickellegierungen und auch nicht um einen verschleißfesten Stahl. Seine mechanischen Eigenschaften sind in der Regel ausreichend für Präzisionsstützen, Vorrichtungen, Messwerkzeuge, Formen, Stangen und Strukturbauteile, bei denen Maßhaltigkeit die Hauptanforderung ist.

Die mechanischen Eigenschaften hängen von der Produktform, dem Grad der Kaltverformung, dem Glühzustand, dem Stabdurchmesser, der Wärmebehandlung und der geltenden Norm ab. Kaltgezogene Stäbe können eine höhere Festigkeit und Härte aufweisen als geglühte Stäbe, während geglühte Stäbe in der Regel eine bessere Duktilität und ein stabileres Maßverhalten aufweisen.

Tabelle der allgemeinen mechanischen Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften Typische Leistungsrichtung Praktische Bedeutung
Zugfestigkeit Mäßig, abhängig vom Zustand Geeignet für Präzisionsteile und Strukturen mit geringer bis mittlerer Belastung
Streckgrenze Mäßig Die Konstruktion sollte eine übermäßige dauerhafte Verformung vermeiden
Dehnung Gut in geglühtem Zustand Nützlich für die Zuverlässigkeit bei der Herstellung und Bearbeitung
Härte Gering bis mäßig, je nach Kaltverformung und Glühung Beeinflusst die Bearbeitung, den Werkzeugverschleiß und die Oberflächengüte
Zähigkeit Gut, einschließlich Tieftemperaturbetrieb Nützlich für Niedertemperaturgeräte und Präzisionsbaugruppen

Mechanische Eigenschaften und Konstruktionslogik

Bei der Konstruktion mit Invar 36 Stabstahl sollten Ingenieure diesen nicht wie hochfesten Stahl behandeln. Wenn das Teil eine sehr hohe Tragfähigkeit benötigt, kann eine andere Legierung erforderlich sein. Invar 36 ist am wertvollsten, wenn das Teil formstabil bleiben muss. Die Festigkeit sollte geprüft werden, aber die Maßhaltigkeit ist normalerweise der Hauptgrund für die Auswahl.

Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung und Härte

Zugfestigkeit, Streckgrenze, Dehnung und Härte sind die am häufigsten geforderten mechanischen Eigenschaften für Invar 36 bar. Diese Werte können erheblich variieren, je nachdem, ob das Material warmgewalzt, kaltgezogen, geglüht, spannungsarmgeglüht, geschmiedet oder präzisionsgeschliffen ist.

Typische mechanische Eigenschaften Referenz

Eigentum Typischer Referenzbereich Hinweise für Einkäufer
Zugfestigkeit Etwa 450 - 600 MPa je nach Zustand Kaltverformtes Material kann höher sein
Streckgrenze Etwa 240 - 350 MPa je nach Zustand Geglühtes Material kann niedriger sein, ist aber dehnbarer.
Dehnung Etwa 25% - 40% je nach Zustand Höhere Dehnung ist nützlich für die Umformung und Fertigung
Härte Oft um die 130 - 180 HB, je nach Zustand Kaltziehen oder Kaltverfestigung kann die Härte erhöhen

Warum die MTC-Werte wichtiger sind als die allgemeinen Tabellen

Allgemeine Eigenschaftstabellen sind für eine frühzeitige Materialauswahl nützlich, aber die tatsächliche Annahme sollte auf der Grundlage des Materialprüfzeugnisses erfolgen. Das MTC sollte die tatsächliche Schmelznummer, die Sorte, die chemische Zusammensetzung, die mechanischen Eigenschaften, den Produktzustand und die Norm angeben. Bei Präzisionsbauteilen können Härte, Geradheit und Maßtoleranz ebenso wichtig sein wie die Zugfestigkeit.

Dimensionsstabilität bei Präzisionsanwendungen

Die Dimensionsstabilität ist der Hauptgrund dafür, dass Invar 36 Stabstahl in Präzisionsanwendungen eingesetzt wird. Die geringe Wärmeausdehnung der Legierung trägt dazu bei, dass die Größe der Komponenten bei Temperaturschwankungen erhalten bleibt. Dies ist bei Messwerkzeugen, optischen Instrumenten, Werkzeugen für die Luft- und Raumfahrt, Halbleiterausrüstungen, Verbundwerkstoffformen und wissenschaftlichen Instrumenten von Vorteil.

Präzisionswerkzeugbau

Invar 36 Stangen werden üblicherweise zu Präzisionsrahmen, Schienen, Vorrichtungen, Stangen und Stützen verarbeitet. Diese Teile müssen ihre Position und Größe auch bei Temperaturschwankungen beibehalten. Gewöhnlicher Stahl oder Aluminium kann sich zu stark ausdehnen und so Maßfehler verursachen.

Anwendungen von Verbundwerkstoffformen

Bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen sollten sich die Form und das Verbundwerkstoffteil während der Aushärtung kontrolliert ausdehnen. Invar 36 wird häufig für die Herstellung von Verbundwerkstoffwerkzeugen gewählt, da seine geringe Ausdehnung zur Verbesserung der Genauigkeit des Endprodukts beiträgt. Dies ist wichtig bei Verbundwerkstoffen für die Luft- und Raumfahrt, Kohlefaserstrukturen und hochpräzisen Formteilen.

Mess- und Instrumententeile

Messstäbe, optische Rahmen, Kalibrierteile und Instrumententräger erfordern stabile Abmessungen. Invar 36 bar kann temperaturbedingte Messfehler reduzieren und die Wiederholbarkeit verbessern.

Präzise Anwendung Warum Invar 36 Bar verwendet wird
Messstangen Reduziert die Längenänderung bei Temperaturschwankungen
Optische Rahmen Hilft bei der Aufrechterhaltung der Ausrichtung und der Stabilität des Brennpunkts
Verbundwerkstoff-Formen Verbessert die Maßhaltigkeit bei thermischen Zyklen
Präzisionsbefestigungen Behält die Vorrichtungsgeometrie während der Bearbeitung oder Prüfung bei
Wissenschaftliche Instrumente Reduziert temperaturbedingte Drift

Kryogenes Temperaturverhalten von Invar 36 Bar

Invar 36 bar behält seine gute Festigkeit und Zähigkeit bei kryogenen Temperaturen bei. Daher eignet es sich für LNG-Ausrüstungen, wissenschaftliche Tieftemperaturinstrumente, kryogene Halterungen, Lagersysteme und Komponenten, die sehr kalten Betriebsbedingungen ausgesetzt sind.

Geringe Ausdehnung bei kryogener Temperatur

Invar 36 hat eine geringe Wärmeausdehnung von kryogenen Temperaturen bis hin zu moderaten Temperaturen. Dies ist nützlich, wenn Teile großen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind, aber formstabil bleiben müssen. In kryogenen Systemen können Kontraktionsfehlanpassungen zwischen Materialien zu Spannungen oder Leckagen führen. Invar 36 kann dazu beitragen, solche Probleme bei geeigneten Konstruktionen zu verringern.

Gute Zähigkeit im Kälteservice

Einige Materialien werden bei sehr niedrigen Temperaturen spröde. Invar 36 wird geschätzt, weil es auch unter kryogenen Bedingungen eine gute Zähigkeit behält. Dies hilft bei LNG- und Tieftemperaturanlagen, bei denen sowohl die thermische Kontraktion als auch die mechanische Zuverlässigkeit berücksichtigt werden müssen.

Überlegungen zur kryogenen Anwendung

Bei kryogenen Anwendungen sollten die Käufer die Anforderungen an die Kerbschlagzähigkeit, den Materialzustand, die Norm, die Schweißbarkeit und das Temperaturwechselverhalten prüfen. Die geringe Ausdehnung der Legierung ist wertvoll, aber bei der endgültigen Konstruktion sollten auch die Belastung, die Verbindungsmethode und die Kompatibilität mit anderen Materialien berücksichtigt werden.

Kryogener Faktor Invar 36 Bar Leistung Praktische Bedeutung
Expansion bei niedrigen Temperaturen Sehr niedrig im Vergleich zu vielen gängigen Legierungen Reduziert Kontraktionsfehlanpassung
Zähigkeit Gut im Tieftemperaturbetrieb Nützlich für LNG und Niedertemperaturanlagen
Stabilität der Abmessungen Ausgezeichnet Wichtig für kryogene Instrumente und Halterungen
Thermisches Zyklieren Gut, wenn richtig konzipiert und verarbeitet Nützlich für wiederholte Kühl- und Erwärmungszyklen

Eigenschaften bei Wärmebehandlung und im geglühten Zustand

Die Wärmebehandlung hat einen starken Einfluss auf die Materialeigenschaften von Invar 36 bar. Glühen und Spannungsarmglühen können die Dimensionsstabilität verbessern und Eigenspannungen reduzieren, die durch Warmumformung, Kaltziehen, Bearbeitung oder Schweißen entstehen. Für Präzisionsanwendungen ist die Kontrolle der Spannungen sehr wichtig, da Eigenspannungen nach der Bearbeitung zu Verformungen führen können.

Geglühter Zustand

Geglühter Invar 36-Stab bietet in der Regel eine bessere Duktilität und ein stabileres Bearbeitungsverhalten. Es wird häufig ausgewählt, wenn das Teil eine Präzisionsbearbeitung, eine Fertigung oder einen Spannungsabbau nach der Bearbeitung erfordert. Das Glühen kann dazu beitragen, innere Spannungen zu reduzieren und die Maßhaltigkeit zu verbessern.

Spannungsabbau nach der Bearbeitung

Bei großen oder präzisen Teilen kann die Grobbearbeitung innere Spannungen lösen und Bewegungen verursachen. Ein praktisches Verfahren kann die Vorbearbeitung, den Spannungsabbau und dann die Fertigbearbeitung umfassen. Dies ist besonders wichtig für lange Stangen, Rahmen, Formen und dünnwandige Bauteile, bei denen kleine Verformungen die Endtoleranz beeinträchtigen können.

Wärmebehandlung und thermische Ausdehnung

Das Wärmeausdehnungsverhalten von Invar 36 kann durch die thermische Vorgeschichte und die mechanische Bearbeitung beeinflusst werden. Bei hochpräzisen Anwendungen sollte der Endzustand zwischen Käufer und Lieferant vereinbart werden. Wenn das Teil eine strenge WAK-Anforderung erfüllen muss, können zusätzliche Tests erforderlich sein.

Zustand / Prozess Auswirkung auf Invar 36 Bar Praktische Anwendung
Geglüht Verbessert die Duktilität und reduziert innere Spannungen Präzisionsbearbeitung und -fertigung
Kaltgezogen Verbessert Festigkeit und Toleranz, erhöht aber die Restspannung Präzisionsstangen und Stangen mit kleinerem Durchmesser
Stressabbau Reduziert das Risiko von Bearbeitungsfehlern Große Werkzeuge, Rahmen und Gussformen
Präzisionsschliff Verbessert Durchmessertoleranz und Oberflächengüte Messstangen, Stifte, Wellen und Teile mit engen Toleranzen

Bearbeitbarkeit, Schweißbarkeit und Verarbeitungsleistung

Invar 36 Stangen können bearbeitet, geschweißt und hergestellt werden, aber die Prozesskontrolle ist wichtig. Die Legierung ist duktil und kann während der Bearbeitung etwas gummiartig sein. Sie kann auch kaltverfestigt werden, wenn die Werkzeuge stumpf sind oder die Schnittbedingungen schlecht sind. Bei Präzisionsteilen sind die Bearbeitungsstrategie und der Spannungsabbau oft wichtiger als die Schnittgeschwindigkeit allein.

Bearbeitbarkeit von Invar 36 Bar

Invar 36 lässt sich gut bearbeiten, erfordert aber scharfe Werkzeuge, eine stabile Einrichtung, gutes Kühlmittel und einen angemessenen Vorschub. Da es lange Späne und kaltverfestigte Oberflächen erzeugen kann, sind Werkzeuggeometrie und Spankontrolle wichtig. Bei der Präzisionsbearbeitung sollte das Schruppen und Schlichten sorgfältig geplant werden, um Verzug zu vermeiden.

Leistung beim Schweißen

Invar 36 kann mit geeigneten Schweißverfahren geschweißt werden. Durch das Schweißen entstehen jedoch Wärme und Eigenspannungen, die die Maßhaltigkeit beeinträchtigen können. Bei Präzisionsbauteilen kann ein Spannungsabbau nach dem Schweißen und eine sorgfältige Konstruktion der Vorrichtungen erforderlich sein. Die Auswahl des Schweißzusatzes sollte auf die Anwendung und die Ausdehnungsanforderungen abgestimmt sein.

Invar 36 bar

Fabrikationsleistung

Invar 36 kann geformt und hergestellt werden, insbesondere im geglühten Zustand. Wenn jedoch eine strenge Maßhaltigkeit erforderlich ist, sollten Umformung, Schweißen, Bearbeitung und Wärmebehandlung aufeinander abgestimmt werden. Eine mangelhafte Verarbeitung kann die Vorteile der Legierung durch Spannungen und Verformungen verringern.

Bereich Verarbeitung Leistung von Invar 36 Bar Praktische Ratschläge
Bearbeitung Bearbeitbar, erfordert aber scharfe Werkzeuge und stabilen Schnitt Vermeiden Sie Reibung, verwenden Sie Kühlmittel, planen Sie bei Bedarf Stressabbau
Schweißen Mit geeigneten Verfahren schweißbar Kontrolle von Wärmeeintrag und Eigenspannung
Bildung von Gut in geglühtem Zustand Wählen Sie vor dem Formen die richtige Bedingung
Schleifen Geeignet für präzise Oberflächenbearbeitung Vermeiden Sie Überhitzung und Oberflächenschäden
Stressabbau Häufig nützlich für Präzisionsteile Empfohlen nach schweren Bearbeitungen oder Schweißarbeiten

Invar 36 Bar im Vergleich zu Kovar und Super Invar

Invar 36, Kovar und Super Invar sind alle Legierungen mit kontrollierter Ausdehnung, werden aber aus unterschiedlichen Gründen verwendet. Invar 36 wird hauptsächlich wegen der geringen Wärmeausdehnung und der Dimensionsstabilität ausgewählt. Kovar wird für die kontrollierte Ausdehnung in Verbindung mit Glas und Keramik verwendet. Super Invar wird gewählt, wenn eine noch geringere Ausdehnung als bei Invar 36 in der Nähe der Raumtemperatur erforderlich ist, hat aber einen engeren Temperaturbereich.

Invar 36 gegen Kovar

Kovar ist eine Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung mit kontrollierter Ausdehnung, die auf die Ausdehnung von Hartglas und Keramik abgestimmt ist. Sie wird häufig für Glas-Metall-Dichtungen, elektronische Gehäuse, Vakuumröhren, Sensoren und hermetische Dichtungsteile verwendet. Invar 36 eignet sich in der Regel besser für allgemeine Struktur- und Präzisionsanwendungen mit geringer Ausdehnung, während Kovar besser geeignet ist, wenn die Ausdehnung an Glas- oder Keramikmaterialien angepasst werden muss.

Invar 36 gegen Super Invar

Super Invar hat einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als Invar 36 bei Raumtemperatur. Er ist jedoch empfindlicher gegenüber dem Temperaturbereich und eignet sich möglicherweise nicht, wenn die Temperatur über sein enges Fenster mit geringer Ausdehnung hinausgeht. Invar 36 wird häufiger verwendet, da es ein praktisches Gleichgewicht zwischen geringer Ausdehnung, Verfügbarkeit, Verarbeitbarkeit und Stabilität bietet.

Vergleichstabelle

Material Hauptkomposition Richtung Hauptobjekt Typische Anwendungen
Invar 36 Fe-Ni, etwa 36% Ni Sehr geringe Wärmeausdehnung und Dimensionsstabilität Präzisionswerkzeuge, Gussformen, Instrumente, kryogene Träger
Kovar Fe-Ni-Co-Legierung mit kontrollierter Ausdehnung Expansionsspiel mit Glas und Keramiken Hermetische Dichtungen, elektronische Verpackungen, Glas-Metall-Dichtungen
Super Invar Fe-Ni-Co-Legierung mit geringer Ausdehnung Äußerst geringe Ausdehnung bei Raumtemperatur Ultrapräzisionsinstrumente und spezielle messtechnische Teile

Beratung bei der Auswahl

Wählen Sie Invar 36, wenn die Hauptanforderung stabile Abmessungen über normale atmosphärische oder kryogene Temperaturbereiche sind. Wählen Sie Kovar, wenn die gleiche Ausdehnung wie bei Glas oder Keramik erforderlich ist. Wählen Sie Super Invar nur, wenn eine extrem geringe Ausdehnung bei Raumtemperatur wichtiger ist als Temperaturbereich, Festigkeit und allgemeine Verfügbarkeit.

Gemeinsame Anwendungen auf der Grundlage von Materialeigenschaften

Invar 36 bar wird überall dort eingesetzt, wo die Dimensionsstabilität entscheidend ist. Aufgrund seiner geringen Wärmeausdehnung, seiner guten kryogenen Zähigkeit und seiner Bearbeitbarkeit eignet er sich für die Feinmechanik, für Werkzeuge in der Luft- und Raumfahrt, wissenschaftliche Geräte, optische Systeme und Tieftemperaturanwendungen.

Verbundwerkstoff-Werkzeuge für die Luft- und Raumfahrt

Invar 36 Stäbe werden in Verbundwerkstoffwerkzeugen für die Luft- und Raumfahrt verwendet, da die Form während der Erwärmungs- und Abkühlungszyklen maßhaltig bleiben muss. Die geringe Ausdehnung trägt dazu bei, dass das endgültige Verbundwerkstoffteil näher an den Konstruktionsmaßen bleibt.

Präzisionsmessgeräte

Messstangen, Endmaße, Kalibrierrahmen und Prüfvorrichtungen können Invar 36 verwenden, da es die temperaturbedingte Messabweichung reduziert. Dies trägt zur Verbesserung der Genauigkeit in Werkstätten, Labors und Metrologiesystemen bei.

Optische und wissenschaftliche Instrumente

Optische Bänke, Linsenhalterungen, Teleskopkomponenten und wissenschaftliche Instrumente können Invar 36 Stangen verwenden, um die Ausrichtung beizubehalten. In optischen Systemen können kleine thermische Bewegungen zu erheblichen Leistungsänderungen führen.

Kryogenische und LNG-Ausrüstung

Invar 36 wird in kryogenen und LNG-bezogenen Anwendungen eingesetzt, da es eine geringe Ausdehnung mit guter Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen kombiniert. Dies trägt dazu bei, thermische Spannungen und Kontraktionsfehlanpassungen in kalten Systemen zu reduzieren.

Elektronik und Präzisionsbaugruppen

Invar 36 bar kann für Stützen, Rahmen, Abstandshalter und Präzisionsteile in elektronischen und instrumentellen Baugruppen verwendet werden, wenn thermische Stabilität erforderlich ist. Wenn jedoch eine Glas- oder Keramikdichtung erforderlich ist, ist Kovar möglicherweise besser geeignet.

Anmeldung Erforderliche Materialeigenschaft Warum Invar 36 Bar verwendet wird
Formen für die Luft- und Raumfahrt Geringe thermische Ausdehnung und Formstabilität Behält die Werkzeuggenauigkeit während der Aushärtungszyklen bei
Messstangen Sehr geringe Längenänderung Reduziert temperaturbedingte Messfehler
Optische Rahmen Stabile Ausrichtung Hilft, Linsen und Instrumente auszurichten
LNG und kryogene Teile Geringe Ausdehnung und gute Tieftemperaturzähigkeit Verringert die Schrumpfspannung im Kaltbetrieb
Präzisionsbefestigungen Stabile Geometrie Verbessert die Wiederholbarkeit bei Bearbeitung und Prüfung
Wissenschaftliche Instrumente Geringe thermische Drift Verbessert Genauigkeit und Stabilität

Wie man Invar 36 Bar für Anwendungen auswählt

Bei der Auswahl von Invar 36 Stangen sollten Käufer den Arbeitstemperaturbereich, den erforderlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten, die Stangengröße, die Toleranz, die Oberflächenbeschaffenheit, den Lieferzustand, die Bearbeitungszugabe, die Anforderungen an den Spannungsabbau und die MTC bestätigen. Bei Präzisionsteilen ist es auch wichtig zu besprechen, ob die Stange geglüht, kaltgezogen, geschält oder geschliffen geliefert werden soll. Die beste Invar 36 Stange für eine Präzisionsform ist möglicherweise nicht die gleiche wie die beste Stange für einen kleinen Messstab.

Invar 36 Bar Materialeigenschaften Verwandte Fragen

Wofür wird Invar 36 verwendet?

Invar 36 wird für Präzisionswerkzeuge, Verbundwerkstoffformen für die Luft- und Raumfahrt, Messstäbe, optische Rahmen, wissenschaftliche Instrumente, kryogene Geräte, LNG-Komponenten, Präzisionsvorrichtungen und Teile, die eine sehr geringe Wärmeausdehnung erfordern, verwendet. Es wird ausgewählt, wenn die Dimensionsstabilität bei Temperaturänderungen wichtiger ist als hohe Festigkeit oder Korrosionsbeständigkeit.

Wie hoch ist die Dichte von Invar 36?

Die Dichte von Invar 36 beträgt etwa 8,05 g/cm³. Dieser Wert wird zur Berechnung des Gewichts von Rundstäben, Flachstäben, Rohlingen, Materialkosten und des Versandgewichts verwendet. Da Invar 36-Stangen häufig nach Gewicht verkauft werden, ist die Dichte für die Angebots- und Projektplanung wichtig.

Ist Invar 36 das gleiche wie Kovar?

Nein, Invar 36 ist nicht dasselbe wie Kovar. Invar 36 ist hauptsächlich eine Eisen-Nickel-Legierung mit etwa 36% Nickel und wird wegen seiner geringen Wärmeausdehnung und Dimensionsstabilität verwendet. Kovar ist eine Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung mit kontrollierter Ausdehnung, die hauptsächlich dazu dient, die Wärmeausdehnung von Glas und Keramik für hermetische Dichtungsanwendungen auszugleichen. Sie sollten nicht ohne technische Genehmigung ersetzt werden.

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