Инвар

Инвар (лат. invariabilis — неизменный) — сплав, состоящий из никеля (Ni, 36 %) и железа (Fe, остальное). Именуется как FeNi36, 64FeNi в США, российские аналоги именуются по ГОСТ как 36Н[1].

Инвар
серебристо-серый с металлическим блеском
серебристо-серый с металлическим блеском
Химический состав
Fe — 64 %
 
Ni — 36 %
 
Тип сплава
Однофазный инварный, нержавеющий сплав на основе железа. Прецизионный сплав.
Физические свойства
Плотность 8130 кг/м³
Температура плавления 1425 °C
Диапазон рабочих температур от −100 до +100 °C
Коррозионная стойкость высокая
Маркировка
FeNi36
Аналоги
Ковар, Элинвар
Применение
точные измерительные приборы
Торговые марки
Invar™
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

«Invar» — зарегистрированная торговая марка компании ArcelorMittal, но сплавы с таким составом изготавливаются и другими компаниями.

История

Первый из открытых инварных сплавов, был найден швейцарским ученым Ш. Гийомом в 1899 году. В 1920 году он получил Нобелевскую премию по физике за открытие важного сплава для производства точных инструментов и приборов.

Физические свойства

 
Коэффициент теплового расширения сплавов железа/никель в зависимости от процентного содержания никеля. Ярко выраженный минимум при концентрации никеля 36 %

Инвар имеет однофазную внутреннюю структуру. Плотность 8130 кг/м³, температура плавления 1425 °C. Сплав обладает малым температурным коэффициентом линейного расширения и практически не расширяется в интервале температур от −100 до +100 °C. Коэффициент теплового расширения 1,2⋅10−6/°C на промежутке от −20 до 100 °C. Очень чистые сплавы (Co < 0,1 %) имеют еще меньший коэффициент линейного расширения 0,62—0,65⋅10−6/°C.

Природа свойств

Эффект исчезновения теплового расширения материала возникает в связи с тем, что магнитострикция точно компенсирует тепловое расширение.

Прецизионные сплавы

Разные прецизионные сплавы имеют различные характеристики:

  • 32НК-ВИ (англ. Inovco) (Ni — 33 %, Co — 4,5 %, Fe — остальное) в отоженном состоянии имеет температурный коэффициент линейного расширения α не более 1,5⋅10−6/°C (в диапазоне −60 — 100 °C). Особо чистые сплавы имеют α до 0,55⋅10−6/°C (в диапазоне 20 — 100 °C).[1]
  • 42Н (англ. NILO, FeNi42), содержащий 42 % никеля имеет α ≈ 5,3⋅10−6/°C, такой же как и у кремния, что позволяет широко использовать его в электронике.
  • 29НК (англ. Kovar и англ. Dilver P) (Co 17 %, Ni 29 %, Fe — остальное) имеют температурный коэффициент линейного расширения как и у боросиликатного стекла, поэтому применяются в оптике, которая может работать в широком диапазоне температур, например на спутниках.

Применение

 
Трехметровая нивелирная рейка из инвара с сферическим индикатором уровня

Используется в точном приборостроении для изготовления мерных проволок в геодезии, эталонов длины, деталей часовых механизмов (маятников хронометров, пружин), деталей барографов и высотомеров и др. Применялся в трубе космического телескопа «Астрон». Стоек против коррозии, хорошо обрабатывается.

Примечания

  1. 1 2 ГОСТ 10994-74. Сплавы прецизионные. Марки.

См. также

Шаблон:Link FA