La barre Invar 36 est une barre d'alliage à expansion contrôlée nickel-fer connue pour son coefficient de dilatation thermique extrêmement bas et son excellente stabilité dimensionnelle dans une large gamme de températures. Il est communément identifié comme Alliage 36, UNS K93600, W.Nr. 1.3912, FeNi36, et Ni36. La principale propriété matérielle de la barre Invar 36 est qu'elle contient environ 36% de nickel, ce qui confère à l'alliage son célèbre comportement de faible dilatation thermique. C'est pourquoi les barres rondes, plates, carrées et les barres usinées de précision en Invar 36 sont largement utilisées pour l'outillage aérospatial, les moules composites, les instruments de mesure, les systèmes optiques, les équipements GNL et cryogéniques, les montages de précision, les masques d'ombrage, les instruments scientifiques et les pièces qui doivent conserver des dimensions précises en cas de changement de température.
La barre Invar 36 n'est pas sélectionnée principalement pour sa haute résistance, sa résistance à l'usure ou sa résistance à la corrosion. Sa propriété la plus précieuse est la stabilité dimensionnelle. Dans de nombreuses applications de précision, même un petit changement dimensionnel causé par une variation de température peut entraîner une erreur d'assemblage, une dérive de mesure, une inadéquation de l'outil ou une déformation de la pièce. L'Invar 36 résout ce problème en offrant un taux de dilatation thermique très faible par rapport à l'acier au carbone, à l'acier inoxydable, à l'alliage d'aluminium et à de nombreux alliages de nickel.
Le nom “Invar” vient de “invariable”, en référence à sa faible variation dimensionnelle en fonction de la température. Sous forme de barres, l'Invar 36 peut être usiné en tiges, arbres, broches, cadres, entretoises, tiges de mesure, inserts de moules, fixations et composants structurels de précision. Pour les acheteurs d'ingénierie, les propriétés les plus importantes du matériau à examiner sont la composition chimique, le coefficient de dilatation thermique, la densité, les propriétés mécaniques, la dureté, les conditions de traitement thermique, le comportement à l'usinage, les performances de soudage et la stabilité dimensionnelle après traitement.
| Catégorie de biens | Invar 36 Bar Performance | Sens pratique |
|---|---|---|
| Type d'alliage | Alliage à expansion contrôlée nickel-fer | Utilisé lorsque la stabilité dimensionnelle est plus importante qu'une résistance élevée |
| Teneur en nickel | À propos de 36% | Principale raison de la faible dilatation thermique |
| Propriété principale | Très faible coefficient de dilatation thermique | Réduit les changements dimensionnels lors des variations de température |
| Densité | Environ 8,05 g/cm³ | Utilisé pour le calcul du poids des barres, des devis et des ébauches d'usinage. |
| Comportement magnétique | Magnétique à température ambiante | Peut concerner les instruments et les applications électromagnétiques |
| Formes typiques des barres | Barre ronde, barre plate, barre carrée, barre forgée, barre rectifiée de précision | Convient à l'usinage de composants de précision |
La barre Invar 36 est communément identifiée par plusieurs noms internationaux et numéros de matériaux. La désignation la plus courante est UNS K93600. Dans les systèmes de matériaux européens, le W.Nr. 1.3912 est largement utilisé. L'alliage peut également être appelé Alliage 36, FeNi36, Ni36, Pernifer 36 ou Nilo 36 en fonction du fournisseur, de la région et de la norme du produit.
L'identification correcte de la qualité est importante car Invar 36, Super Invar, Kovar, Alloy 42 et d'autres alliages à expansion contrôlée peuvent sembler similaires sous forme de barres, mais leur comportement d'expansion et leurs domaines d'application sont différents. Un acheteur ne doit pas accepter un matériau uniquement parce qu'il est appelé “alliage à faible dilatation”. Le CTM doit clairement indiquer la nuance, la composition chimique, l'indice de température et la norme applicable.
| Désignation | Signification | Note d'achat |
|---|---|---|
| Invar 36 | Nom commercial commun | Largement utilisé dans les domaines de l'ingénierie et de l'approvisionnement |
| Alliage 36 | Nom générique du matériau | Souvent utilisé par les fournisseurs et les distributeurs |
| UNS K93600 | Désignation unifiée des matériaux | Utile pour la confirmation des grades internationaux |
| W.Nr. 1.3912 | Numéro européen Werkstoff | Courant dans les dessins et certificats européens |
| FeNi36 / Ni36 | Désignation de l'alliage fer-nickel | Indique la teneur en nickel du 36% |
L'UNS K93600 permet d'éviter toute confusion lors des achats internationaux. Si un dessin spécifie l'UNS K93600, le fournisseur ne doit pas citer l'alliage 42, le Kovar ou le Super Invar, à moins que le client n'approuve la substitution. Pour les applications de précision, une petite différence dans le coefficient de dilatation peut suffire à rendre le mauvais matériau inacceptable.
La composition chimique de la barre Invar 36 est simple mais très importante. Il s'agit principalement d'un alliage fer-nickel contenant environ 36% de nickel, avec du fer comme équilibre et de petites quantités contrôlées de carbone, de manganèse, de silicium, de soufre, de phosphore, de chrome, de cobalt et d'autres éléments résiduels en fonction de la norme applicable.
La teneur en nickel 36% est au cœur de l'effet Invar. Cette composition nickel-fer produit un coefficient de dilatation thermique très faible à proximité de la température ambiante. Si la teneur en nickel est trop éloignée de la plage requise, la propriété de faible dilatation peut changer. C'est pourquoi le contrôle de la composition chimique est essentiel pour les barres Invar 36.
| Élément | Gamme / Limite typique | Fonction ou contrôle Raison |
|---|---|---|
| Nickel (Ni) | A propos de 35.0% - 37.0% | Élément principal contrôlant le comportement de faible dilatation thermique |
| Fer (Fe) | Équilibre | Élément de base avec nickel dans le système d'expansion contrôlée Fe-Ni |
| Carbone (C) | Niveau bas contrôlé | Affecte le comportement mécanique et la qualité de la transformation |
| Manganèse (Mn) | Élément mineur contrôlé | Aide au contrôle métallurgique mais doit rester dans les limites de la spécification |
| Silicium (Si) | Élément mineur contrôlé | Contrôle de la qualité de l'alliage et du comportement lors de la transformation |
| Soufre (S) | Limite basse | Maintenu à un niveau bas pour l'aptitude au travail à chaud et la qualité de l'usinage |
| Phosphore (P) | Limite basse | Impureté contrôlée affectant la ductilité et la qualité |
| Cobalt (Co) | Résidu contrôlé ou limite spécifiée | Peut influencer le comportement d'expansion et les propriétés magnétiques |
Pour l'acier de construction normal, une petite variation de composition peut ne pas affecter fortement la stabilité dimensionnelle. Pour l'Invar 36, la composition est directement liée à la dilatation thermique. C'est pourquoi les acheteurs doivent vérifier l'analyse thermique réelle dans le CTM, en particulier la teneur en nickel, en carbone, en cobalt et en éléments résiduels. Les applications d'outillage et d'instruments de précision ne doivent pas se fier uniquement au nom du produit.
La faible dilatation thermique est la raison la plus importante pour choisir la barre Invar 36. Lorsque la température change, la plupart des métaux se dilatent ou se contractent sensiblement. L'Invar 36 se dilate beaucoup moins que l'acier au carbone, l'acier inoxydable, l'aluminium, les alliages de cuivre et de nombreux alliages de nickel dans sa plage de température utile de faible dilatation.
Ce comportement de faible expansion permet aux composants Invar 36 de conserver une taille et une forme stables dans des environnements de précision. Il est particulièrement utile pour les barres longues, les cadres, les gabarits, les moules, les outils de mesure, les supports optiques, les outils de stratification des composites et les composants pour lesquels les variations de température peuvent créer des erreurs dimensionnelles.
Dans un assemblage de précision, les écarts de dilatation thermique peuvent provoquer des tensions, des désalignements, des distorsions ou des erreurs de mesure. Par exemple, si une longue tige de mesure se dilate trop, la mesure devient imprécise. Si un moule composite se dilate différemment de la pièce composite, la forme finale peut ne pas correspondre à la tolérance. L'Invar 36 réduit ce risque en limitant les variations dimensionnelles dans les plages normales de température de travail.
L'Invar 36 est souvent décrit comme un alliage à faible dilatation, mais ce n'est pas un matériau à dilatation nulle. Son coefficient de dilatation thermique varie en fonction de la température, du traitement thermique, du travail à froid, de la composition et de l'histoire thermique. Pour l'ingénierie de haute précision, les données de dilatation réelles doivent correspondre à la plage de température de travail.
| Matériau | Comportement de dilatation thermique | Sens pratique |
|---|---|---|
| Invar 36 | Très faible expansion à température ambiante | Meilleur pour la stabilité dimensionnelle |
| Acier au carbone | Expansion beaucoup plus importante que l'Invar 36 | Moins adapté aux pièces de précision sensibles à la température |
| Acier inoxydable | Expansion supérieure à celle de l'Invar 36 | peut créer des dérives dimensionnelles dans les outils de précision |
| Alliage d'aluminium | Expansion très élevée par rapport à l'Invar 36 | Légèreté mais mauvaise stabilité dimensionnelle en cas de changement de température |
Le coefficient de dilatation thermique de l'Invar 36 bar est faible depuis les températures cryogéniques jusqu'aux températures modérées. Cependant, la valeur n'est pas constante à toutes les températures. Lorsque la température augmente, en particulier au-delà de la plage normale de faible dilatation, le taux de dilatation augmente. C'est pourquoi la plage de température de travail doit être prise en compte avant de choisir l'Invar 36.
| Plage de température | Coefficient de dilatation thermique moyen typique | Signification de l'ingénierie |
|---|---|---|
| 20°C à 100°C | Très faible, souvent autour de 1,2 - 1,6 × 10-⁶ /°C selon les conditions | Excellent pour les outils et instruments de précision à température ambiante |
| 20°C à 150°C | Faible, mais supérieur à la température ambiante | Toujours utile pour de nombreuses applications de précision |
| 20°C à 200°C | Faible à modéré par rapport à l'acier | Utile, mais l'expansion doit être calculée pour les conceptions à tolérances serrées |
| Au-dessus d'environ 200°C | Augmentation du taux d'expansion | L'effet Invar devient moins dominant à mesure que la température augmente |
| Gamme cryogénique | Faible dilatation et bonne ténacité | Utile pour le GNL et les équipements à basse température |
Si le composant ne fonctionne qu'entre 20°C et 80°C, l'Invar 36 peut fournir un excellent contrôle dimensionnel. Si le composant fonctionne à une température proche de 200°C ou supérieure, le concepteur doit vérifier les données exactes de l'ETC et la tolérance autorisée. Si l'application exige une expansion encore plus faible près de la température ambiante, le Super Invar peut être envisagé, mais il a une plage de température pratique plus étroite et un comportement mécanique différent.
La barre Invar 36 a une densité d'environ 8,05 g/cm³. Cette densité est utile pour calculer le poids théorique, le coût des matériaux, le poids des pièces brutes d'usinage et les frais de transport. Comme l'Invar 36 est généralement fourni sous forme de barres rondes, plates, carrées et forgées, le calcul du poids basé sur la densité est important pour les devis et les plans de coupe.
| Propriété physique | Valeur typique / comportement | Sens pratique |
|---|---|---|
| Densité | Environ 8,05 g/cm³ | Utilisé pour le calcul du poids et du prix |
| Plage de fusion | Environ 1425°C - 1450°C | Utile pour la référence en matière de traitement thermique |
| Comportement magnétique | Magnétique à température ambiante | Important pour les instruments et les conceptions sensibles au magnétisme |
| Conductivité thermique | inférieur à celui de nombreux aciers et alliages d'aluminium courants | Les gradients de température doivent être pris en compte dans les grandes parties du bâtiment. |
| Résistivité électrique | Plus élevé que les métaux purs tels que le cuivre | Pertinent pour les applications électriques ou les capteurs |
Pour la plupart des acheteurs, la densité et le coefficient de dilatation sont les propriétés physiques les plus importantes. Pour les ingénieurs qui conçoivent des systèmes optiques, des cadres de métrologie ou des assemblages cryogéniques, le comportement magnétique, la conductivité thermique et les données relatives à la dilatation thermique peuvent également être importants. L'Invar 36 doit être choisi en fonction de l'ensemble de l'environnement opérationnel, et pas seulement en fonction du nom de l'alliage.
La barre Invar 36 présente une résistance mécanique modérée et une bonne ténacité. Il ne s'agit pas d'un alliage à haute résistance comme les alliages de nickel durcis par précipitation, ni d'un acier résistant à l'usure. Ses propriétés mécaniques sont généralement suffisantes pour les supports de précision, les montages, les outils de mesure, les moules, les tiges et les composants structurels pour lesquels la stabilité dimensionnelle est la principale exigence.
Les propriétés mécaniques dépendent de la forme du produit, du niveau d'écrouissage, de la condition de recuit, du diamètre de la barre, du traitement thermique et de la norme applicable. Les barres étirées à froid peuvent présenter une résistance et une dureté plus élevées que les barres recuites, tandis que les barres recuites présentent généralement une meilleure ductilité et un comportement dimensionnel plus stable.
| Propriété mécanique | Direction de la performance typique | Sens pratique |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | Modéré, en fonction de l'état | Convient pour les pièces de précision et les structures à charge faible à moyenne |
| Limite d'élasticité | Modéré | La conception doit éviter les déformations permanentes excessives |
| Élongation | Bon état recuit | Utile pour la fiabilité de la fabrication et de l'usinage |
| Dureté | Faible à modéré en fonction du travail à froid et du recuit | Affecte l'usinage, l'usure de l'outil et l'état de surface. |
| Solidité | Bonne, y compris service cryogénique | Utile pour les équipements à basse température et les assemblages de précision |
Lors de la conception d'une barre Invar 36, les ingénieurs ne doivent pas la traiter comme un acier à haute résistance. Si la pièce a besoin d'une capacité de charge très élevée, un autre alliage peut être nécessaire. L'Invar 36 est particulièrement utile lorsque la pièce doit rester stable sur le plan dimensionnel. La résistance doit être vérifiée, mais la stabilité dimensionnelle est généralement la principale raison de la sélection.
La résistance à la traction, la limite d'élasticité, l'allongement et la dureté sont les propriétés mécaniques les plus couramment demandées pour les produits suivants Invar 36 bar. Ces valeurs peuvent varier considérablement selon que le matériau est laminé à chaud, étiré à froid, recuit, détendu, forgé ou rectifié avec précision.
| Propriété | Gamme de référence typique | Notes à l'attention des acheteurs |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | Environ 450 - 600 MPa en fonction de l'état | Le matériau travaillé à froid peut être plus élevé |
| Limite d'élasticité | Environ 240 - 350 MPa en fonction de l'état | Le matériau recuit peut être plus faible mais plus ductile. |
| Élongation | Environ 25% - 40% en fonction de l'état. | Un allongement plus important est utile pour le formage et la fabrication. |
| Dureté | Souvent autour de 130 - 180 HB en fonction de l'état | L'étirage à froid ou l'écrouissage peuvent augmenter la dureté. |
Les tableaux de propriétés générales sont utiles pour une première sélection des matériaux, mais l'acceptation réelle doit être basée sur le certificat d'essai des matériaux. Le CTM doit indiquer le numéro de chauffage, la qualité, la composition chimique, les propriétés mécaniques, l'état du produit et la norme. Pour les composants de précision, la dureté, la rectitude et la tolérance dimensionnelle peuvent être tout aussi importantes que la résistance à la traction.
La stabilité dimensionnelle est la principale raison pour laquelle les barres Invar 36 sont utilisées dans les applications de précision. La faible dilatation thermique de l'alliage permet de maintenir la taille des composants lorsque la température change. Cette caractéristique est précieuse pour les outils de mesure, les instruments optiques, l'outillage aérospatial, les équipements pour semi-conducteurs, les moules pour matériaux composites et les instruments scientifiques.
La barre Invar 36 est couramment usinée en cadres de précision, en rails, en fixations, en tiges et en supports. Ces pièces doivent conserver leur position et leur taille en cas de variations de température. L'acier ou l'aluminium ordinaires peuvent se dilater trop fortement, ce qui entraîne des erreurs dimensionnelles.
Dans la fabrication des composites, le moule et la pièce composite doivent se dilater de manière contrôlée pendant le durcissement. L'Invar 36 est souvent choisi pour l'outillage des composites car sa faible dilatation permet d'améliorer la précision de la pièce finale. Ceci est important dans les composites aérospatiaux, les structures en fibre de carbone et les composants moulés de haute précision.
Les barres de mesure, les cadres optiques, les pièces d'étalonnage et les supports d'instruments nécessitent des dimensions stables. La barre Invar 36 peut réduire les erreurs de mesure liées à la température et améliorer la répétabilité.
| Application de précision | Pourquoi la barre Invar 36 est-elle utilisée ? |
|---|---|
| Barres de mesure | Réduit le changement de longueur lors des variations de température |
| Montures optiques | Aide à maintenir l'alignement et la stabilité focale |
| Moules composites | Améliore la précision dimensionnelle pendant les cycles thermiques |
| Fixations de précision | Maintien de la géométrie du montage pendant l'usinage ou l'inspection |
| Instruments scientifiques | Réduit la dérive liée à la température |
Invar 36 bar conserve une bonne résistance et une bonne ténacité à des températures cryogéniques. Il est donc utile pour les équipements GNL, les instruments scientifiques à basse température, les supports cryogéniques, les systèmes de stockage et les composants exposés à des conditions de service très froides.
L'Invar 36 a une faible dilatation thermique depuis les températures cryogéniques jusqu'aux températures modérées. Cette caractéristique est utile lorsque les pièces sont exposées à d'importants changements de température mais doivent rester dimensionnellement stables. Dans les systèmes cryogéniques, les différences de contraction entre les matériaux peuvent créer des tensions ou des fuites. Invar 36 peut aider à réduire ces problèmes dans les conceptions appropriées.
Certains matériaux deviennent cassants à très basse température. L'Invar 36 est apprécié parce qu'il conserve une ténacité utile dans des conditions cryogéniques. Cela est utile dans les équipements GNL et à basse température où la contraction thermique et la fiabilité mécanique doivent être prises en compte.
Pour les applications cryogéniques, les acheteurs doivent vérifier les exigences en matière de résistance aux chocs, l'état du matériau, la norme, la soudabilité et le comportement au cyclage thermique. La faible dilatation de l'alliage est précieuse, mais la conception finale doit également tenir compte des contraintes, de la méthode d'assemblage et de la compatibilité avec d'autres matériaux.
| Facteur cryogénique | Invar 36 Bar Performance | Sens pratique |
|---|---|---|
| Expansion à basse température | Très faible par rapport à de nombreux alliages courants | Réduit le décalage de contraction |
| Solidité | Bon pour le service cryogénique | Utile pour le GNL et les équipements à basse température |
| Stabilité dimensionnelle | Excellent | Important pour les instruments et supports cryogéniques |
| Cyclage thermique | Bonne lorsqu'elle est conçue et traitée correctement | Utile pour les cycles répétés de refroidissement et de réchauffement |
Le traitement thermique a une forte influence sur les propriétés des barres Invar 36. Le recuit et le détensionnement peuvent améliorer la stabilité dimensionnelle et réduire les contraintes résiduelles causées par le travail à chaud, l'étirage à froid, l'usinage ou le soudage. Pour les applications de précision, le contrôle des contraintes est très important car les contraintes résiduelles peuvent provoquer des distorsions après l'usinage.
La barre Invar 36 recuite offre généralement une meilleure ductilité et un comportement plus stable à l'usinage. Elle est souvent choisie lorsque la pièce nécessite un usinage de précision, une fabrication ou un allègement des contraintes après traitement. Le recuit peut contribuer à réduire les contraintes internes et à améliorer la stabilité dimensionnelle.
Pour les pièces de grande taille ou précises, l'usinage grossier peut libérer des contraintes internes et provoquer des mouvements. Un processus pratique peut comprendre l'ébauche, la réduction des contraintes, puis l'usinage de finition. Cela est particulièrement important pour les longues barres, les cadres, les moules et les composants à parois minces, pour lesquels une petite distorsion peut affecter la tolérance finale.
Le comportement de dilatation thermique de l'Invar 36 peut être affecté par l'histoire thermique et le traitement mécanique. Pour les applications de haute précision, l'état final doit faire l'objet d'un accord entre l'acheteur et le fournisseur. Si la pièce doit répondre à une exigence stricte en matière d'ETR, des essais supplémentaires peuvent être nécessaires.
| Condition / Processus | Effet sur la barre Invar 36 | Utilisation pratique |
|---|---|---|
| Recuit | Améliore la ductilité et réduit les contraintes internes | Usinage et fabrication de précision |
| Etiré à froid | Améliore la résistance et la tolérance mais augmente les contraintes résiduelles | Barres de précision et barres de plus petit diamètre |
| Soulagement du stress | Réduit le risque de distorsion lors de l'usinage | Grands outils, cadres et moules |
| Précision de la rectification | Amélioration de la tolérance du diamètre et de l'état de surface | Tiges de mesure, broches, arbres et pièces à tolérances serrées |
Les barres Invar 36 peuvent être usinées, soudées et fabriquées, mais le contrôle du processus est important. L'alliage est ductile et peut être quelque peu gommeux pendant l'usinage. Il peut également se durcir si les outils sont émoussés ou si les conditions de coupe sont mauvaises. Pour les pièces de précision, la stratégie d'usinage et la réduction des contraintes sont souvent plus importantes que la seule vitesse de coupe.
L'Invar 36 est usinable, mais il nécessite des outils bien affûtés, une configuration rigide, un bon liquide de refroidissement et une alimentation appropriée. Comme il peut produire de longs copeaux et des surfaces trempées, la géométrie de l'outil et le contrôle des copeaux sont importants. Pour un usinage de précision, l'ébauche et la finition doivent être planifiées avec soin pour éviter les déformations.
L'Invar 36 peut être soudé en utilisant des procédures de soudage appropriées. Cependant, le soudage introduit de la chaleur et des contraintes résiduelles qui peuvent affecter la stabilité dimensionnelle. Pour les assemblages de précision, il peut être nécessaire de réduire les contraintes après soudage et de concevoir soigneusement les fixations. Le choix du matériau d'apport doit correspondre à l'application et à l'exigence d'expansion.
L'Invar 36 peut être formé et fabriqué, en particulier à l'état recuit. Cependant, lorsqu'une stabilité dimensionnelle stricte est requise, la séquence de formage, de soudage, d'usinage et de traitement thermique doit être conçue conjointement. Un mauvais traitement peut réduire les avantages de l'alliage en introduisant des contraintes et des déformations.
| Zone de traitement | Performance de la barre Invar 36 | Conseils pratiques |
|---|---|---|
| Usinage | Usinable, mais nécessite des outils tranchants et une coupe stable | Évitez les frottements, utilisez du liquide de refroidissement, prévoyez un soulagement du stress si nécessaire. |
| Soudage | Soudable avec les procédures appropriées | Contrôle de l'apport de chaleur et des contraintes résiduelles |
| Formation | Bon état recuit | Choisir la bonne condition avant de former |
| Broyage | Convient à la finition de surface de précision | Éviter la surchauffe et les dommages de surface |
| Soulagement du stress | Souvent utile pour les pièces de précision | Recommandé après un usinage ou un soudage important |
L'Invar 36, le Kovar et le Super Invar sont tous des alliages à dilatation contrôlée, mais ils sont utilisés pour des raisons différentes. L'Invar 36 est principalement sélectionné pour sa faible dilatation thermique et sa stabilité dimensionnelle. Le Kovar est choisi pour une expansion contrôlée correspondant au verre et à la céramique. Le Super Invar est choisi lorsqu'une dilatation encore plus faible que celle de l'Invar 36 est nécessaire à proximité de la température ambiante, mais sa plage de température utile est plus étroite.
Le Kovar est un alliage à expansion contrôlée fer-nickel-cobalt conçu pour correspondre à l'expansion du verre dur et de la céramique. Il est couramment utilisé pour les joints verre-métal, les boîtiers électroniques, les tubes à vide, les capteurs et les pièces hermétiques. L'Invar 36 est généralement mieux adapté aux applications structurelles et de précision à faible dilatation, tandis que le Kovar est mieux adapté lorsque la dilatation doit correspondre à celle des matériaux en verre ou en céramique.
Le Super Invar a un coefficient de dilatation thermique inférieur à celui de l'Invar 36 près de la température ambiante. Cependant, il est plus sensible à la plage de température et peut ne pas convenir lorsque la température dépasse son étroite fenêtre de faible dilatation. L'Invar 36 est plus largement utilisé parce qu'il offre un équilibre pratique entre faible dilatation, disponibilité, facilité de traitement et stabilité.
| Matériau | Direction de la composition principale | Propriété principale | Applications typiques |
|---|---|---|---|
| Invar 36 | Fe-Ni, environ 36% Ni | Très faible dilatation thermique et stabilité dimensionnelle | Outils de précision, moules, instruments, supports cryogéniques |
| Kovar | Alliage à expansion contrôlée Fe-Ni-Co | Correspondance d'expansion avec le verre et la céramique | Joints hermétiques, boîtiers électroniques, joints verre-métal |
| Super Invar | Alliage à faible dilatation Fe-Ni-Co | Expansion extrêmement faible à température ambiante | Instruments d'ultra-précision et pièces spéciales de métrologie |
Choisissez Invar 36 lorsque l'exigence principale est la stabilité des dimensions dans des plages de températures atmosphériques ou cryogéniques normales. Choisissez Kovar lorsqu'une expansion équivalente à celle du verre ou de la céramique est requise. Choisissez Super Invar uniquement lorsque la dilatation extrêmement faible à proximité de la température ambiante est plus importante que la plage de température, la résistance et la disponibilité générale.
La barre Invar 36 est utilisée partout où la stabilité dimensionnelle est essentielle. Sa faible dilatation thermique, sa bonne ténacité cryogénique et son usinabilité en font un matériau adapté à la mécanique de précision, à l'outillage aérospatial, à l'équipement scientifique, aux systèmes optiques et aux applications à basse température.
La barre Invar 36 est utilisée dans l'outillage composite de l'aérospatiale parce que le moule doit maintenir la précision dimensionnelle pendant les cycles de chauffage et de refroidissement. Une faible dilatation permet de maintenir la pièce composite finale plus proche des dimensions de conception.
Les barres de mesure, les cales de jauge, les cadres d'étalonnage et les dispositifs d'inspection peuvent utiliser l'Invar 36 parce qu'il réduit la dérive des mesures liée à la température. Cela permet d'améliorer la précision dans les ateliers, les laboratoires et les systèmes de métrologie.
Les bancs optiques, les supports de lentilles, les composants de télescopes et les instruments scientifiques peuvent utiliser la barre Invar 36 pour maintenir l'alignement. Dans les systèmes optiques, un petit mouvement thermique peut créer des changements de performance significatifs.
L'Invar 36 est utilisé dans les applications cryogéniques et liées au GNL parce qu'il combine une faible dilatation avec une bonne ténacité à basse température. Cela permet de réduire les contraintes thermiques et les écarts de contraction dans les systèmes froids.
La barre Invar 36 peut être utilisée pour les supports, les cadres, les entretoises et les pièces de précision dans les assemblages électroniques et d'instruments où la stabilité thermique est nécessaire. Cependant, si un scellement en verre ou en céramique est nécessaire, Kovar peut être plus approprié.
| Application | Propriété matérielle requise | Pourquoi la barre Invar 36 est-elle utilisée ? |
|---|---|---|
| Moules pour l'aérospatiale | Faible dilatation thermique et stabilité dimensionnelle | Maintien de la précision de l'outil pendant les cycles de cuisson |
| Barres de mesure | Très faible variation de longueur | Réduit l'erreur de mesure due à la température |
| Montures optiques | Alignement stable | Aide à maintenir l'alignement des lentilles et des instruments |
| Pièces pour GNL et cryogénie | Faible dilatation et bonne ténacité à basse température | Réduit les contraintes de contraction en service à froid |
| Fixations de précision | Géométrie stable | Améliore la répétabilité de l'usinage et de l'inspection |
| Instruments scientifiques | Faible dérive thermique | Améliore la précision et la stabilité |
Lorsqu'ils choisissent des barres Invar 36, les acheteurs doivent confirmer la plage de température de travail, le coefficient de dilatation thermique requis, la taille des barres, la tolérance, l'état de surface, l'état de livraison, la tolérance d'usinage, l'exigence de détensionnement et le MTC. Pour les pièces de précision, il est également important de déterminer si la barre sera livrée recuite, étirée à froid, pelée ou rectifiée. La meilleure barre Invar 36 pour un moule de précision peut être différente de la meilleure barre pour une petite tige de mesure.
À quoi sert l'Invar 36 ?
L'Invar 36 est utilisé pour les outils de précision, les moules composites pour l'aérospatiale, les tiges de mesure, les cadres optiques, les instruments scientifiques, les équipements cryogéniques, les composants GNL, les fixations de précision et les pièces nécessitant une très faible dilatation thermique. Il est choisi lorsque la stabilité dimensionnelle en cas de changement de température est plus importante qu'une résistance élevée ou une résistance à la corrosion.
Quelle est la densité de l'Invar 36 ?
La densité de l'Invar 36 est d'environ 8,05 g/cm³. Cette valeur est utilisée pour calculer le poids de la barre ronde, le poids de la barre plate, le poids de l'ébauche d'usinage, le coût du matériau et le poids de l'expédition. Comme les barres d'Invar 36 sont souvent vendues au poids, la densité est importante pour l'établissement des devis et la planification des projets.
Invar 36 est-il identique à Kovar ?
Non, Invar 36 n'est pas la même chose que Kovar. L'Invar 36 est principalement un alliage fer-nickel avec environ 36% de nickel et est utilisé pour sa faible dilatation thermique et sa stabilité dimensionnelle. Le Kovar est un alliage fer-nickel-cobalt à expansion contrôlée conçu principalement pour correspondre à l'expansion thermique du verre et de la céramique pour les applications de scellement hermétique. Ils ne doivent pas être remplacés sans l'approbation de l'ingénieur.
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