A barra Invar 36 é uma barra de liga de níquel-ferro de expansão controlada conhecida pelo seu coeficiente de expansão térmica extremamente baixo e excelente estabilidade dimensional numa vasta gama de temperaturas. É normalmente identificada como Liga 36, UNS K93600, W.Nr. 1.3912, FeNi36, e Ni36. A principal propriedade do material da barra Invar 36 é o facto de conter cerca de 36% de níquel, o que confere à liga o seu famoso comportamento de baixa expansão térmica. Isto faz com que a barra redonda, a barra plana, a barra quadrada e o stock de barras maquinadas de precisão Invar 36 sejam amplamente utilizados para ferramentas aeroespaciais, moldes compostos, instrumentos de medição, sistemas ópticos, equipamento de GNL e criogénico, acessórios de precisão, máscaras de sombra, instrumentos científicos e peças que têm de manter dimensões precisas quando a temperatura muda.
A barra Invar 36 não é selecionada principalmente pela sua elevada resistência, resistência ao desgaste ou resistência à corrosão. A sua propriedade mais valiosa é a estabilidade dimensional. Em muitas aplicações de precisão, mesmo uma pequena alteração dimensional causada pela variação de temperatura pode criar erros de montagem, desvios de medição, desajustes de ferramentas ou distorção de peças. O Invar 36 resolve este problema oferecendo uma taxa de expansão térmica muito baixa em comparação com o aço carbono, o aço inoxidável, a liga de alumínio e muitas ligas de níquel.
O nome “Invar” vem de “invariável”, referindo-se à sua baixa alteração dimensional com a temperatura. Em forma de barra, o Invar 36 pode ser maquinado em barras, veios, pinos, armações, espaçadores, hastes de medição, inserções de moldes, acessórios e componentes estruturais de precisão. Para os compradores de engenharia, as propriedades mais importantes do material a analisar são a composição química, o coeficiente de expansão térmica, a densidade, as propriedades mecânicas, a dureza, a condição de tratamento térmico, o comportamento de maquinagem, o desempenho de soldadura e a estabilidade dimensional após o processamento.
| Categoria do imóvel | Desempenho da barra Invar 36 | Significado prático |
|---|---|---|
| Tipo de liga | Liga de expansão controlada de níquel-ferro | Utilizado quando a estabilidade dimensional é mais importante do que a elevada resistência |
| Teor de níquel | Acerca de 36% | Principal razão para o comportamento de baixa expansão térmica |
| Propriedade principal | Coeficiente de expansão térmica muito baixo | Reduz a alteração dimensional durante a variação de temperatura |
| Densidade | Cerca de 8,05 g/cm³ | Utilizado para o cálculo do peso da barra, da cotação e do bloco de maquinagem |
| Comportamento magnético | Magnético à temperatura ambiente | Pode ser importante para instrumentos e aplicações electromagnéticas |
| Formas típicas de barras | Barra redonda, barra plana, barra quadrada, barra forjada, barra rectificada de precisão | Adequado para a maquinagem de componentes de precisão |
A barra Invar 36 é normalmente identificada por vários nomes internacionais e números de materiais. A designação mais comum é UNS K93600. Nos sistemas europeus de materiais, o W.Nr. 1.3912 é amplamente utilizado. A liga também pode ser chamada de Liga 36, FeNi36, Ni36, Pernifer 36 ou Nilo 36, dependendo do fornecedor, da região e do padrão do produto.
A identificação correta do grau é importante porque o Invar 36, o Super Invar, o Kovar, a Liga 42 e outras ligas de expansão controlada podem parecer semelhantes em forma de barra, mas o seu comportamento de expansão e os campos de aplicação são diferentes. Um comprador não deve aceitar o material apenas porque é designado por “liga de baixa expansão”. O MTC deve indicar claramente o grau correto, a composição química, o número de calor e a norma aplicável.
| Designação | Significado | Nota de compra |
|---|---|---|
| Invar 36 | Designação comercial comum | Amplamente utilizado em engenharia e aprovisionamento |
| Liga 36 | Nome genérico do material | Frequentemente utilizado por fornecedores e distribuidores |
| UNS K93600 | Designação unificada de materiais | Útil para confirmação de notas internacionais |
| W.Nr. 1.3912 | Número europeu Werkstoff | Comum nos desenhos e certificados europeus |
| FeNi36 / Ni36 | Designação da liga de ferro-níquel | Indica o teor de níquel do 36% |
O UNS K93600 ajuda a evitar confusões durante as compras internacionais. Se um desenho especificar o UNS K93600, o fornecedor não deve indicar a Liga 42, Kovar ou Super Invar, exceto se o cliente aprovar a substituição. Para aplicações de precisão, uma pequena diferença no coeficiente de expansão pode ser suficiente para tornar o material errado inaceitável.
A composição química da barra Invar 36 é simples, mas muito importante. É principalmente uma liga de ferro-níquel que contém aproximadamente 36% de níquel, com ferro como equilíbrio e pequenas quantidades controladas de carbono, manganês, silício, enxofre, fósforo, crómio, cobalto e outros elementos residuais, dependendo da norma aplicável.
O teor de níquel 36% é o núcleo do efeito Invar. Esta composição de níquel-ferro produz um coeficiente de expansão térmica muito baixo perto da temperatura ambiente. Se o teor de níquel estiver demasiado afastado do intervalo necessário, a propriedade de baixa expansão pode alterar-se. É por este motivo que o controlo da composição química é essencial para a barra Invar 36.
| Elemento | Gama típica / Limite | Função ou motivo de controlo |
|---|---|---|
| Níquel (Ni) | Acerca de 35.0% - 37.0% | Elemento principal que controla o comportamento de baixa expansão térmica |
| Ferro (Fe) | Equilíbrio | Elemento de base com níquel em sistema de expansão controlada Fe-Ni |
| Carbono (C) | Nível baixo controlado | Afecta o comportamento mecânico e a qualidade do processamento |
| Manganês (Mn) | Elemento menor controlado | Ajuda o controlo metalúrgico, mas deve manter-se dentro das especificações |
| Silício (Si) | Elemento menor controlado | Controlo da qualidade da liga e do comportamento de processamento |
| Enxofre (S) | Limite inferior | Mantido a um nível baixo para poder ser trabalhado a quente e para a qualidade da maquinagem |
| Fósforo (P) | Limite inferior | Impurezas controladas que afectam a ductilidade e a qualidade |
| Cobalto (Co) | Resíduo controlado ou limite especificado | Pode influenciar o comportamento de expansão e as propriedades magnéticas |
Para o aço estrutural normal, uma pequena variação da composição pode não afetar fortemente a estabilidade dimensional. No caso do Invar 36, a composição está diretamente relacionada com a expansão térmica. É por esta razão que os compradores devem verificar a análise térmica efectiva no MTC, especialmente o teor de níquel, carbono, cobalto e elementos residuais. As aplicações de ferramentas e instrumentos de precisão não devem basear-se apenas no nome do produto.
A propriedade de baixa expansão térmica é a razão mais importante para escolher a barra Invar 36. Quando a temperatura muda, a maioria dos metais expande-se ou contrai-se visivelmente. O Invar 36 expande-se muito menos do que o aço carbono, o aço inoxidável, o alumínio, as ligas de cobre e muitas ligas de níquel dentro da sua gama útil de temperaturas de baixa expansão.
Este comportamento de baixa expansão permite que os componentes Invar 36 mantenham o tamanho e a forma estáveis em ambientes de precisão. É especialmente útil para barras longas, armações, gabaritos, moldes, ferramentas de medição, suportes ópticos, ferramentas de colocação de compostos e componentes em que a variação de temperatura pode criar erros dimensionais.
Numa montagem de precisão, o desajuste da expansão térmica pode causar tensão, desalinhamento, distorção ou erro de medição. Por exemplo, se uma haste de medição longa se expandir demasiado, a medição torna-se imprecisa. Se um molde composto se expande de forma diferente da peça composta, a forma final pode não cumprir a tolerância. O Invar 36 reduz este risco ao manter a alteração dimensional muito pequena em intervalos normais de temperatura de trabalho.
O Invar 36 é frequentemente descrito como uma liga de baixa expansão, mas não é um material de expansão zero. O seu coeficiente de expansão térmica varia com a temperatura, o tratamento térmico, o trabalho a frio, a composição e o historial térmico. Para a engenharia de alta precisão, os dados reais de expansão devem ser combinados com a gama de temperaturas de trabalho.
| Material | Comportamento de expansão térmica | Significado prático |
|---|---|---|
| Invar 36 | Expansão muito baixa perto da temperatura ambiente | Melhor para estabilidade dimensional |
| Aço carbono | Expansão muito superior à do Invar 36 | Menos adequado para peças de precisão sensíveis à temperatura |
| Aço inoxidável | Expansão superior à do Invar 36 | Pode criar desvios dimensionais em ferramentas de precisão |
| Liga de alumínio | Expansão muito elevada em comparação com o Invar 36 | Leve, mas com fraca estabilidade dimensional em caso de mudança de temperatura |
O coeficiente de expansão térmica da barra Invar 36 é baixo desde temperaturas criogénicas até temperaturas moderadas. No entanto, o valor não é constante a todas as temperaturas. Com o aumento da temperatura, especialmente acima da gama normal de baixa expansão, a taxa de expansão aumenta. É por este motivo que a gama de temperaturas de trabalho deve ser considerada antes de selecionar o Invar 36.
| Gama de temperaturas | Coeficiente médio típico de expansão térmica | Engenharia Significado |
|---|---|---|
| 20°C a 100°C | Muito baixo, frequentemente cerca de 1,2 - 1,6 × 10-⁶ /°C, dependendo das condições | Excelente para ferramentas e instrumentos de precisão a temperatura ambiente |
| 20°C a 150°C | Baixa, mas superior à gama de temperatura ambiente | Ainda útil para muitas aplicações de precisão |
| 20°C a 200°C | Baixa a moderada em comparação com o aço | Útil, mas a expansão deve ser calculada para projectos com tolerâncias apertadas |
| Acima de cerca de 200°C | Aumento da taxa de expansão | O efeito Invar torna-se menos dominante com o aumento da temperatura |
| Gama criogénica | Baixa expansão com boa tenacidade | Útil para equipamentos de GNL e de baixa temperatura |
Se o componente trabalhar apenas entre 20°C e 80°C, o Invar 36 pode proporcionar um excelente controlo dimensional. Se o componente trabalhar perto de 200°C ou mais, o projetista deve verificar os dados exactos de CTE e a tolerância permitida. Se a aplicação exigir uma expansão ainda mais baixa perto da temperatura ambiente, o Super Invar pode ser considerado, mas tem uma gama de temperaturas práticas mais estreita e um comportamento mecânico diferente.
A barra de Invar 36 tem uma densidade de cerca de 8,05 g/cm³. Isto é útil para calcular o peso teórico, o custo do material, o peso da peça em bruto para maquinagem e o frete. Uma vez que o Invar 36 é normalmente fornecido como barra redonda, barra plana, barra quadrada e barra forjada, o cálculo do peso com base na densidade é importante para a cotação e planos de corte.
| Propriedade física | Valor típico / Comportamento | Significado prático |
|---|---|---|
| Densidade | Cerca de 8,05 g/cm³ | Utilizado para o cálculo do peso e do preço |
| Gama de fusão | Cerca de 1425°C - 1450°C | Útil para referência de processamento térmico |
| Comportamento magnético | Magnético à temperatura ambiente | Importante para projectos de instrumentos e sensíveis ao magnetismo |
| Condutividade térmica | Inferior a muitos aços comuns e ligas de alumínio | Os gradientes de temperatura devem ser considerados em grandes partes |
| Resistividade eléctrica | Mais elevado do que os metais puros, como o cobre | Relevante para aplicações eléctricas ou de sensores |
Para a maioria dos compradores, a densidade e o CTE são as propriedades físicas mais importantes. Para os engenheiros que concebem sistemas ópticos, estruturas de metrologia ou conjuntos criogénicos, o comportamento magnético, a condutividade térmica e os dados de expansão térmica também podem ser importantes. O Invar 36 deve ser selecionado com base no ambiente operacional completo e não apenas pelo nome da liga.
A barra Invar 36 tem uma resistência mecânica moderada e uma boa tenacidade. Não é uma liga de alta resistência como as ligas de níquel endurecidas por precipitação, nem é um aço resistente ao desgaste. As suas propriedades mecânicas são normalmente suficientes para suportes de precisão, acessórios, ferramentas de medição, moldes, barras e componentes estruturais em que a estabilidade dimensional é o principal requisito.
As propriedades mecânicas dependem da forma do produto, do nível de trabalho a frio, da condição de recozimento, do diâmetro da barra, do tratamento térmico e da norma aplicável. As barras trefiladas a frio podem ter maior resistência e dureza do que as barras recozidas, enquanto as barras recozidas proporcionam normalmente uma melhor ductilidade e um comportamento dimensional mais estável.
| Propriedade mecânica | Direção de desempenho típica | Significado prático |
|---|---|---|
| Resistência à tração | Moderado, depende do estado | Adequado para peças de precisão e estruturas de carga baixa a média |
| Resistência ao escoamento | Moderado | O projeto deve evitar deformações permanentes excessivas |
| Alongamento | Bom em estado recozido | Útil para a fiabilidade do fabrico e da maquinagem |
| Dureza | Baixo a moderado, dependendo do trabalho a frio e do recozimento | Afecta a maquinagem, o desgaste da ferramenta e o acabamento da superfície |
| Resistência | Bom, incluindo serviço criogénico | Útil para equipamentos de baixa temperatura e montagens de precisão |
Ao projetar com a barra Invar 36, os engenheiros não a devem tratar como aço de alta resistência. Se a peça necessitar de uma capacidade de suporte de carga muito elevada, poderá ser necessária outra liga. O Invar 36 é mais valioso quando a peça tem de permanecer dimensionalmente estável. A resistência deve ser verificada, mas a estabilidade dimensional é normalmente a principal razão para a seleção.
A resistência à tração, o limite de elasticidade, o alongamento e a dureza são as propriedades mecânicas mais frequentemente solicitadas para Invar 36 bar. Estes valores podem variar significativamente consoante o material seja laminado a quente, estirado a frio, recozido, aliviado de tensões, forjado ou rectificado com precisão.
| Imóveis | Gama de referência típica | Notas para os compradores |
|---|---|---|
| Resistência à tração | Cerca de 450 - 600 MPa, dependendo do estado | O material trabalhado a frio pode ser superior |
| Resistência ao escoamento | Cerca de 240 - 350 MPa, dependendo do estado | O material recozido pode ser inferior mas mais dúctil |
| Alongamento | Cerca de 25% - 40% consoante o estado | O alongamento mais elevado é útil para a enformação e o fabrico |
| Dureza | Frequentemente cerca de 130 - 180 HB, dependendo do estado | A estiragem a frio ou o endurecimento por trabalho podem aumentar a dureza |
As tabelas de propriedades gerais são úteis para uma seleção precoce do material, mas a aceitação efectiva deve basear-se no certificado de ensaio do material. O MTC deve indicar o número de calor atual, o grau, a composição química, as propriedades mecânicas, o estado do produto e a norma. Para componentes de precisão, a dureza, a retidão e a tolerância dimensional podem ser tão importantes como a resistência à tração.
A estabilidade dimensional é a principal razão pela qual a barra Invar 36 é utilizada em aplicações de precisão. A baixa expansão térmica da liga ajuda a manter o tamanho do componente quando a temperatura muda. Isto é valioso em ferramentas de medição, instrumentos ópticos, ferramentas aeroespaciais, equipamento de semicondutores, moldes compostos e instrumentos científicos.
A barra Invar 36 é normalmente maquinada em estruturas de precisão, calhas, acessórios, barras e suportes. Estas peças têm de manter a posição e o tamanho mesmo com alterações de temperatura. O aço comum ou o alumínio podem expandir-se demasiado, causando erros dimensionais.
No fabrico de compósitos, o molde e a peça composta devem expandir-se de forma controlada durante a cura. O Invar 36 é frequentemente selecionado para ferramentas compostas porque a sua baixa expansão ajuda a melhorar a precisão da peça final. Isto é importante em compósitos aeroespaciais, estruturas de fibra de carbono e componentes moldados de alta precisão.
As hastes de medição, os quadros ópticos, as peças de calibração e os suportes de instrumentos requerem dimensões estáveis. A barra Invar 36 pode reduzir o erro de medição relacionado com a temperatura e melhorar a repetibilidade.
| Aplicação de precisão | Porque é que a barra Invar 36 é utilizada |
|---|---|
| Varas de medição | Reduz a mudança de comprimento durante a variação de temperatura |
| Armações ópticas | Ajuda a manter o alinhamento e a estabilidade focal |
| Moldes compósitos | Melhora a precisão dimensional durante os ciclos térmicos |
| Dispositivos de precisão | Mantém a geometria da fixação durante a maquinagem ou a inspeção |
| Instrumentos científicos | Reduz os desvios relacionados com a temperatura |
A barra Invar 36 mantém uma boa resistência e tenacidade a temperaturas criogénicas. Isto torna-a útil para equipamento de GNL, instrumentos científicos de baixa temperatura, suportes criogénicos, sistemas de armazenamento e componentes expostos a condições de serviço muito frias.
O Invar 36 tem uma expansão térmica baixa desde temperaturas criogénicas até temperaturas moderadas. Isto é útil quando as peças são expostas a grandes alterações de temperatura, mas têm de permanecer dimensionalmente estáveis. Em sistemas criogénicos, a diferença de contração entre materiais pode criar tensões ou fugas. O Invar 36 pode ajudar a reduzir esses problemas em projectos adequados.
Alguns materiais tornam-se frágeis a temperaturas muito baixas. O Invar 36 é valorizado porque mantém a tenacidade útil em condições criogénicas. Isto ajuda no equipamento de GNL e de baixa temperatura, onde a contração térmica e a fiabilidade mecânica devem ser consideradas.
Para aplicações criogénicas, os compradores devem confirmar os requisitos de resistência ao impacto, o estado do material, a norma, a soldabilidade e o comportamento do ciclo térmico. A baixa expansão da liga é valiosa, mas o projeto final também deve considerar a tensão, o método de união e a compatibilidade com outros materiais.
| Fator criogénico | Desempenho da barra Invar 36 | Significado prático |
|---|---|---|
| Expansão a baixa temperatura | Muito baixo em comparação com muitas ligas comuns | Reduz o desfasamento da contração |
| Resistência | Bom em serviço criogénico | Útil para equipamentos de GNL e de baixa temperatura |
| Estabilidade dimensional | Excelente | Importante para instrumentos e suportes criogénicos |
| Ciclagem térmica | Bom quando corretamente concebido e processado | Útil para ciclos repetidos de arrefecimento e aquecimento |
O tratamento térmico tem uma forte influência nas propriedades do material da barra Invar 36. O recozimento e o alívio de tensões podem melhorar a estabilidade dimensional e reduzir as tensões residuais causadas pelo trabalho a quente, estiramento a frio, maquinagem ou soldadura. Para aplicações de precisão, o controlo das tensões é muito importante porque as tensões residuais podem causar distorção após a maquinagem.
A barra Invar 36 recozida proporciona normalmente uma melhor ductilidade e um comportamento de maquinagem mais estável. É frequentemente selecionada quando a peça requer maquinação de precisão, fabrico ou alívio de tensões após o processamento. O recozimento pode ajudar a reduzir as tensões internas e melhorar a estabilidade dimensional.
Para peças grandes ou precisas, a maquinagem de desbaste pode libertar tensões internas e causar movimento. Um processo prático pode incluir maquinagem de desbaste, alívio de tensões e, em seguida, maquinagem de acabamento. Isto é especialmente importante para barras longas, estruturas, moldes e componentes de paredes finas em que uma pequena distorção pode afetar a tolerância final.
O comportamento de expansão térmica do Invar 36 pode ser afetado pelo histórico térmico e pelo processamento mecânico. Para aplicações de alta precisão, a condição final deve ser acordada entre o comprador e o fornecedor. Se a peça tiver de cumprir um requisito CTE rigoroso, poderão ser necessários testes adicionais.
| Condição / Processo | Efeito na barra Invar 36 | Utilização prática |
|---|---|---|
| Recozido | Melhora a ductilidade e reduz as tensões internas | Maquinação e fabrico de precisão |
| Estirado a frio | Melhora a resistência e a tolerância, mas aumenta a tensão residual | Barras de precisão e barras de menor diâmetro |
| Alívio do stress | Reduz o risco de distorção na maquinagem | Ferramentas, armações e moldes de grandes dimensões |
| Retificação de precisão | Melhora a tolerância do diâmetro e o acabamento da superfície | Hastes de medição, pinos, veios e peças de tolerância apertada |
A barra Invar 36 pode ser maquinada, soldada e fabricada, mas o controlo do processo é importante. A liga é dúctil e pode ser um pouco gomosa durante a maquinagem. Também pode endurecer se as ferramentas estiverem cegas ou se as condições de corte forem más. Para peças de precisão, a estratégia de maquinagem e o alívio de tensões são frequentemente mais importantes do que apenas a velocidade de corte.
O Invar 36 é maquinável, mas requer ferramentas afiadas, uma configuração rígida, um bom líquido de refrigeração e um avanço adequado. Como pode produzir limalhas longas e superfícies endurecidas, a geometria da ferramenta e o controlo das limalhas são importantes. Para uma maquinação de precisão, o desbaste e o acabamento devem ser planeados cuidadosamente para evitar distorções.
O Invar 36 pode ser soldado utilizando procedimentos de soldadura adequados. No entanto, a soldadura introduz calor e tensão residual, o que pode afetar a estabilidade dimensional. Para montagens de precisão, pode ser necessário um alívio das tensões pós-soldadura e uma conceção cuidadosa dos dispositivos de fixação. A seleção do material de enchimento para soldadura deve corresponder à aplicação e aos requisitos de expansão.
O Invar 36 pode ser formado e fabricado, especialmente em condições recozidas. No entanto, quando é necessária uma estabilidade dimensional rigorosa, a sequência de conformação, soldadura, maquinagem e tratamento térmico deve ser concebida em conjunto. Um processamento deficiente pode reduzir as vantagens da liga através da introdução de tensões e distorções.
| Área de processamento | Desempenho da barra Invar 36 | Conselhos práticos |
|---|---|---|
| Maquinação | Pode ser maquinada, mas requer ferramentas afiadas e um corte estável | Evitar esfregar, usar líquido de arrefecimento, planear o alívio do stress, se necessário |
| Soldadura | Soldável com procedimentos adequados | Controlar a entrada de calor e a tensão residual |
| Formação | Bom em estado recozido | Escolher a condição correta antes de formar |
| Retificação | Adequado para acabamento de superfícies de precisão | Evitar o sobreaquecimento e danos na superfície |
| Alívio do stress | Frequentemente útil para peças de precisão | Recomendado após maquinagem ou soldadura pesadas |
O Invar 36, o Kovar e o Super Invar são todos ligas de expansão controlada, mas são utilizados por razões diferentes. O Invar 36 é selecionado principalmente para baixa expansão térmica e estabilidade dimensional. O Kovar é selecionado para uma expansão controlada compatível com o vidro e a cerâmica. O Super Invar é selecionado quando é necessária uma expansão ainda mais baixa do que o Invar 36 perto da temperatura ambiente, mas tem uma gama de temperaturas úteis mais estreita.
O Kovar é uma liga de expansão controlada de ferro-níquel-cobalto, concebida para corresponder à expansão do vidro duro e da cerâmica. É normalmente utilizada para vedações vidro-metal, embalagens electrónicas, tubos de vácuo, sensores e peças de vedação hermética. O Invar 36 é normalmente melhor para aplicações gerais estruturais e de precisão de baixa expansão, enquanto o Kovar é melhor quando a expansão tem de corresponder à do vidro ou dos materiais cerâmicos.
O Super Invar tem um coeficiente de expansão térmica mais baixo do que o Invar 36 perto da temperatura ambiente. No entanto, é mais sensível à gama de temperaturas e pode não ser adequado quando a temperatura ultrapassa a sua estreita janela de baixa expansão. O Invar 36 é mais amplamente utilizado porque oferece um equilíbrio prático de baixa expansão, disponibilidade, processabilidade e estabilidade.
| Material | Direção da composição principal | Propriedade principal | Aplicações típicas |
|---|---|---|---|
| Invar 36 | Fe-Ni, cerca de 36% Ni | Expansão térmica muito baixa e estabilidade dimensional | Ferramentas de precisão, moldes, instrumentos, suportes criogénicos |
| Kovar | Liga de expansão controlada Fe-Ni-Co | Combinação de expansão com vidro e cerâmica | Vedantes herméticos, embalagens electrónicas, vedantes vidro-metal |
| Super Invar | Liga de baixa expansão Fe-Ni-Co | Expansão extremamente baixa perto da temperatura ambiente | Instrumentos de ultra-precisão e peças especiais para metrologia |
Escolha Invar 36 quando o principal requisito é a estabilidade das dimensões em intervalos de temperatura atmosférica normal ou criogénica. Escolha Kovar quando for necessária uma expansão correspondente ao vidro ou à cerâmica. Escolha o Super Invar apenas quando a expansão extremamente baixa perto da temperatura ambiente for mais importante do que a gama de temperaturas, a resistência e a disponibilidade geral.
A barra Invar 36 é utilizada sempre que a estabilidade dimensional é crítica. A sua baixa expansão térmica, boa tenacidade criogénica e maquinabilidade tornam-na adequada para engenharia de precisão, ferramentas aeroespaciais, equipamento científico, sistemas ópticos e aplicações a baixa temperatura.
A barra Invar 36 é utilizada em ferramentas de compósitos aeroespaciais porque o molde tem de manter a precisão dimensional durante os ciclos de aquecimento e arrefecimento. A baixa expansão ajuda a manter a peça composta final mais próxima das dimensões do projeto.
As hastes de medição, blocos de calibre, estruturas de calibração e dispositivos de inspeção podem utilizar o Invar 36 porque reduz o desvio de medição relacionado com a temperatura. Isto ajuda a melhorar a precisão em oficinas, laboratórios e sistemas de metrologia.
Bancadas ópticas, suportes de lentes, componentes de telescópios e instrumentos científicos podem utilizar a barra Invar 36 para manter o alinhamento. Nos sistemas ópticos, pequenos movimentos térmicos podem criar alterações significativas no desempenho.
O Invar 36 é utilizado em aplicações criogénicas e relacionadas com o GNL porque combina uma baixa expansão com uma boa tenacidade a baixas temperaturas. Isto ajuda a reduzir as tensões térmicas e a contração inadequada em sistemas frios.
A barra Invar 36 pode ser utilizada para suportes, estruturas, espaçadores e peças de precisão em montagens electrónicas e de instrumentos em que é necessária estabilidade térmica. No entanto, se for necessária uma vedação de vidro ou cerâmica, o Kovar pode ser mais adequado.
| Aplicação | Material necessário Propriedade | Porque é que a barra Invar 36 é utilizada |
|---|---|---|
| Moldes aeroespaciais | Baixa expansão térmica e estabilidade dimensional | Mantém a precisão da ferramenta durante os ciclos de cura |
| Varas de medição | Alteração de comprimento muito reduzida | Reduz o erro de medição causado pela temperatura |
| Armações ópticas | Alinhamento estável | Ajuda a manter as lentes e os instrumentos alinhados |
| Peças para GNL e criogénicas | Baixa expansão e boa tenacidade a baixas temperaturas | Reduz o stress de contração em serviço a frio |
| Dispositivos de precisão | Geometria estável | Melhora a repetibilidade na maquinação e inspeção |
| Instrumentos científicos | Baixa deriva térmica | Melhora a precisão e a estabilidade |
Ao escolher a barra Invar 36, os compradores devem confirmar a gama de temperaturas de trabalho, o coeficiente de expansão térmica necessário, o tamanho da barra, a tolerância, o estado da superfície, as condições de entrega, a permissão de maquinagem, o requisito de alívio de tensões e o MTC. Para peças de precisão, também é importante discutir se a barra será fornecida recozida, estirada a frio, descascada ou retificada. A melhor barra de Invar 36 para um molde de precisão pode não ser a mesma que a melhor barra para uma pequena vara de medição.
Para que é utilizado o Invar 36?
O Invar 36 é utilizado para ferramentas de precisão, moldes compostos aeroespaciais, hastes de medição, estruturas ópticas, instrumentos científicos, equipamento criogénico, componentes de GNL, dispositivos de precisão e peças que requerem uma expansão térmica muito baixa. É selecionado quando a estabilidade dimensional sob alterações de temperatura é mais importante do que a elevada resistência ou a resistência à corrosão.
Qual é a densidade do Invar 36?
A densidade do Invar 36 é de cerca de 8,05 g/cm³. Este valor é utilizado para calcular o peso da barra redonda, o peso da barra plana, o peso da peça em bruto para maquinagem, o custo do material e o peso de transporte. Uma vez que a barra de Invar 36 é frequentemente vendida por peso, a densidade é importante para a cotação e o planeamento do projeto.
O Invar 36 é o mesmo que o Kovar?
Não, o Invar 36 não é o mesmo que o Kovar. O Invar 36 é principalmente uma liga de ferro-níquel com cerca de 36% de níquel e é utilizado para baixa expansão térmica e estabilidade dimensional. O Kovar é uma liga de expansão controlada de ferro-níquel-cobalto concebida principalmente para corresponder à expansão térmica do vidro e da cerâmica para aplicações de vedação hermética. Não devem ser substituídos sem aprovação da engenharia.
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