Решение научно-технических задач часто связано с поиском материалов, которые обладают качествами, которых нет у натуральных материалов. К подобным прогрессивным разработкам можно отнести прецизионные сплавы, например, инвар.
Под прецизионными сплавами знают такие сплавы из металла, которые придают подобранному ключевому металлу дополнительные, заблаговременно заданные свойства. Порой удаётся получить уникальные физические, химические или механичные свойства. Финальный результат устанавливается процентным соотношением любого из металлов в сплаве. Для получения аналогичных сплавов применяют следующие металлы: железо, никель, медь, кобальт и остальные.
Очень интересную группу составляют прецизионные сплавы, обладающие говоря иначе аномальными качествами. Допустим, у них почти что не изменяются, или изменяются в маленьких пределах физические свойства при изменении воздействий извне:
- температуры окружающей среды;
- величины и параметров магнитного и электрического полей (амплитуды, частоты, фазы и поляризации);
- увеличение или ослабление нагрузок механики;
- влияния реактивных сред.
Самых используемых аналогичных сплавов насчитывается около двенадцати. Самые популярные: инвар (магнитный сплав железа с никелем), элинвар, константан, перминвар, манганин.
Инвар был назван от латинского слова «постоянный». Он сделан уже давно — ещё во второй половине 90-ых годов XIX века швейцарским химиком и металлургом Гийомом. Впрочем свойства этого сплава были оценены по праву намного позднее. Сам автор за это открытие получил Нобелевскую премию в области физики. Большое внимание обратили на физико-химические свойства инвара разработчики точной измерительной техники.
Физико-химические свойства инвара
Инвар — это сплав железа с никелем. Процентные соотношения данных металлов делятся так: железо – 64%. Никель -36%. Сам сплав с латинским наименованием «Invar» как торговая марка оформлен компанией ArcelorMital. Но все таки, она не обладает всеми правами на изготовление инвара. В РФ этот сплав делается по ГОСТ со своим наименованием. Наиболее распространённым и часто применяемым, считается инвар 36Н.
Внешний вид сплава
К физически особенностям относятся:
- Показатель температурного расширения. Он очень невысокий при очень большом диапазоне температуры (от -80°C до +100°C).
- Температура плавления. Она составляет 1430°C.
- Предел механической прочности равён 49 кгс/мм 2 .
- Плотность обычного сплава составляет 8130 кг/м?,
Эти уникальные физические характеристики поясняются следующими химическими качествами:
- Имеет отличительно выраженную однофазную структуру.
- Маленький показатель температурного расширения можно объяснить тем, что при нагревании общее температурное расширение возмещается магнитострикционным снижением объёмного критерия.
С целью улучшения параметров его подвергают разным видам обработки механическим способом. Чтобы увеличить крепость проводят холодную пластическую деформацию, а потом термическую обработку при отрицательной температуре. Увеличение устойчивости к коррозийным проявлениям достигается специализированной полировкой. Большой стойкости к влиянию внешней агрессивной среды добиваются нанесением специализированных покрытий с защитным эффектом.
Часто в работе используются два вида инвара: суперинвар с низким коэффициентом линейного увеличения и нержавеющий инвар, в его состав входит железо (практически 37%), кобальт (не менее 54%), хром (около 9%).
Использование инвара
Этот сплав железа с никелем производится в форме проволки или тонкой плоской ленты. Порой по требованию заказчика ему придают иную форму. Это могут быть: маленькие по размерам листы, прутья или лента. Улучшение параметров обеспечивается за счёт создания особенных технологических условий: плавки, следующей термообработки, неординарной деформации и обработки поверхности.
Детали из инвара
Инвар применяется для изготовления отдельных деталей приборов, измерительной и экспериментальной аппаратуры, которые не должны менять собственные линейные размеры в зависимости от изменений находящейся вокруг температуры. Из данного сплава делают разные датчики, преобразователи энергии, одну из составляющих биметаллических компонентов. Благодаря собственным свойствам он применялся для изготовления эталонов длины и массы.
Инвар применяется также в домашней технике: телевизорах, радиоприёмниках, аудио и видеомагнитофонах, отдельных моделях точных маятниковых часах.
Маленькие размеры деталей, сложность и большая цена производства просит бережного обращения с аппаратурой, имеющей у себя в составе прецизионные сплавы, например инвар.
Разновидности инвара используются при изготовлении переходов металл-стекло, мембранных ёмкостей для транспортировки сжиженного газа, в микроэлектронике в качестве подложек чипов, корпусов лазерных установок, волноводов. В наши дни разработана надёжная методика сварки. Это дало возможность существенно увеличить сферу его предназначения.
Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
