인바르

1. 극히 낮은 열팽창계수(핵심장점) : -100도 ~ +200도의 온도범위 내에서 평균 선팽창계수는 1.8×10⁻⁶/도 이하로 일반 탄소강, 스테인레스강에 비해 현저히 낮아 제로에 가까운 팽창이 가능합니다.
2. 우수한 치수 안정성: 안정화 처리 후, 장기 사용 시 치수 변화가-최소하여 정밀 기기 및 도량형 표준에 적합합니다.
3. 우수한 연성과 가공성: 어닐링 상태에서 연신율은 30~40%로 냉간 압연, 냉간 인발, 스탬핑, 가공 등 다양한 성형 작업이 가능합니다.
4. 뛰어난 저온-온도 성능: -196도(액체 질소 온도)에서는 연성-에서 취성으로의 전이가 없어 우수한 강도와 인성을 유지합니다. LNG 저장 및 수송의 핵심 소재입니다.
5. 용접성이 양호함 : TIG용접, 저항용접, 전자빔용접 등의 방법으로 접합이 가능하다. 용접 후 응력-완화 어닐링을 수행하면 낮은-팽창 특성을 복원할 수 있습니다.
6. ASTM B753 / ASTM F1684, UNS K93600, GB/T 15018 (4J36) 등 여러 국제 표준을 준수합니다.

A:

INVAR의 낮은 팽창 특성은 강자성에 의해 발생하는 물리적 현상인 Invar 효과에서 발생합니다.
1. 자기왜곡과 격자 열진동 사이의 균형: 퀴리 온도(약 230도) 이하에서 INVAR는 강자성 상태에 있습니다. 온도가 증가함에 따라 자화가 감소하여 '자기 변형' 효과로 이어지는-강자성체의 자발적 자화는 부피 팽창을 일으키는 경향이 있습니다. 한편, 원자 열 진동은 또한 정상적인 격자 열팽창을 초래합니다.
2. 긍정적 효과와 부정적 효과의 상호 상쇄: 이 두 가지 효과는 INVAR-에서 온도가 상승할 때 원자 열 진동으로 인해 격자가 확장되지만 자기 질서의 감소는 이 팽창의 균형을 정확히 맞추는 자기 변형으로 인한 수축으로 이어집니다. 결과적으로, 합금은 -100도에서 +200도까지의 넓은 온도 범위에 걸쳐 매우 낮은 열팽창 계수를 나타냅니다.
3. 퀴리점 이상의 실패: 온도가 퀴리점을 초과하면 합금은 강자성에서 상자성으로 전환되어 자성을 잃고 정상적인 양의 팽창 동작으로 되돌아갑니다. 그러면 열팽창 계수는 일반 강철과 비슷한 약 12 ​​× 10⁻⁶/도까지 올라갑니다.

INVAR의 열처리는 최종 미세 구조 안정성과 치수 정확도에 결정적인 영향을 미칩니다.
1. 어닐링(응력 완화, 균질화): 815-830도(1525도 F)로 가열하고 두께 인치당 0.5시간 동안 유지한 후 시간당 200도 F 이하의 속도로 노 냉각하고 600도 F 미만으로 냉각한 후 공기 냉각합니다.
2. 안정화 처리(고정밀 부품에 권장): 300~400도에서 10~20시간 동안 유지한 후 천천히 실온으로 냉각하여 잔류 응력을 제거하고 오스테나이트 구조를 안정화하며 후속 사용 중 치수 드리프트를 최소화합니다.
3. 응력 완화 처리(가공 후): 200~300도에서 1~2시간 동안 유지한 다음 공기 냉각하여 가공 응력으로 인한 변형을 방지합니다.
참고: INVAR는 열처리 중 냉각 속도에 매우 민감합니다. 급속 냉각은 오스테나이트 과포화로 이어질 수 있으며, 이로 인해 후속 사용 중에 석출 상 변형이 발생하고 열팽창 계수가 변경될 수 있습니다. 따라서 모든 열처리는 서냉법으로 이루어져야 한다.

효과적인 작동 온도(안정적인 낮은 팽창 성능):
매우 낮은 열팽창 계수와 우수한 치수 안정성을 유지할 수 있는 200도 이하를 권장합니다. 사용하기 위한 최적의 온도 범위는 -100도에서 +100도까지입니다.
저온-온도 성능:
INVAR는 -196도(액체 질소 온도)에서 연성--취성 전이 없이 우수한 강도와 인성을 유지하므로 LNG(-162도)의 저장 및 운송에 이상적인 소재입니다.
높은-온도 제한:
온도가 230도(퀴리점)를 초과하면 합금이 강자성에서 상자성으로 전환되어 낮은-팽창 특성을 잃습니다. 열팽창 계수는 일반 강철과 비슷한 수준인 약 12×10⁻⁶/도까지 급격히 증가합니다. 따라서 INVAR는 230도 이상의 고온-환경에는 적합하지 않습니다.
온도 주기 효과:
퀴리점을 초과하는 열 주기는 냉각 시 자기 구조가 원래 상태로 완전히 복원될 수 없기 때문에 낮은-팽창 특성을 영구적으로 변경합니다.

INVAR는 용접 특성이 우수하지만 다음 사항에 유의해야 합니다.
1. 권장 용접 방법: TIG(텅스텐 불활성 가스 용접), 저항 용접, 전자빔 용접.
2. 용접 전 준비-: 용접 부위를 철저히 청소하여 오일, 스케일, 습기를 제거해야 합니다.
3. 보호 가스: 고온 산화를 방지하기 위해 용접 및 후면 보호에는 고-순도 아르곤 가스를 사용해야 합니다.
4. 용접 후 처리-: 용접 후 응력 완화 어닐링(약 600-650F)을 수행하여 열 영향부에서 발생할 수 있는 입자 성장이나 석출 단계를 제거하고 국부 팽창 계수의 변화를 피하는 것이 좋습니다.
5. 필러 금속: 용접 이음매의 낮은 팽창 성능이 모재의 낮은 팽창 성능과 일치하도록 동일한 재질의 INVAR 필러 와이어를 사용하는 것이 좋습니다.
6. 주요 주의사항: INVAR는 열전도율이 낮기 때문에(약 10W/(m·K)) 열응력 집중을 피하기 위해 용접 중에 가열 속도를 제어해야 합니다.

부분 대체가 가능하지만 특정 온도 범위 및 정밀도 요구 사항을 기반으로 평가해야 합니다.
INVAR의 장점:
1. -100도 ~ +200도 범위 내에서 열팽창 계수가 1.8 × 10⁻⁶/도 이하로 매우 낮으므로 가장 폭넓은 응용 분야와 가장 성숙한 기술을 갖춘 고전적인 저팽창 합금입니다.
2. 가공성, 용접성이 우수하여 다양한 형상으로 성형이 가능합니다.
3. 저온-특성이 우수하며 LNG 저장 및 수송용 핵심 소재입니다.
INVAR의 한계:
Inadequate high-temperature (>230도) 성능:
열팽창 계수는 퀴리점보다 급격히 높아져 고온 환경에 적합하지 않습니다-. 200~400도 사이의 응용 분야에는 4J32(니켈 함량이 약 32%로 더 낮은 온도 범위에서 보다 안정적인 열팽창 계수 제공) 또는 4J40을 고려하십시오.
일반 내식성:
염수 분무 또는 유황이 함유된 환경에서 부식되기 쉬우므로{0}}표면 보호가 필요합니다. 내식성이 요구되는 용도의 경우 스테인레스 인바(Stainless Invar, 54Co{4}}9Cr-Fe)를 고려할 수 있습니다.
장기-차원 드리프트:
실온에 장기간 보관시 약간의 치수변화가 있을 수 있습니다. 고정밀 애플리케이션에는 안정화 처리가 필요합니다.-
재료 선택 권장 사항:
특정 재료 선택을 위한 자세한 작동 조건(온도 범위, 정확도 요구 사항, 매체 환경, 서비스 수명)을 제공하십시오. INVAR와 기타 저팽창 합금 등급 중에서 최적의 선택을 할 수 있도록 기술적, 경제적 비교 분석을 지원해 드립니다.
특정 사양, 재료 테스트 보고서 또는 기술 매개변수 시트에 대한 견적이 필요한 경우 영업 엔지니어에게 문의하세요. 필요에 따라 치수, 열처리 조건, 표면처리 등의 맞춤화를 지원하고, 국제공인인증서 일체를 제공합니다.