Qu'est-ce que l'Invar ?: Définition, propriétés, types et applications
Il existe différents types de métaux et leurs alliages, et ils sont utilisés dans différentes applications. L'invar est également un alliage métallique qui répond aux exigences de diverses industries. Si vous souhaitez incorporer de l'Invar dans vos composants et en apprendre davantage à son sujet, le guide ci-dessous peut vous être d'une grande aide. Nous vous invitons donc à lire ce guide.
Qu'est-ce que l'Invar ?
L'invar est un alliage de fer et de nickel connu pour sa faible dilatation thermique. Il possède diverses propriétés, dont la meilleure est qu'il se contracte et se dilate très peu lors d'un changement de température. Il est donc utilisé dans les industries où la stabilité dimensionnelle est requise. Il est également opté pour des applications où l'usinage de précision est nécessaire pour fabriquer des composants ayant des tolérances serrées.
Une brève histoire d'Invar
Invar a été inventé à Paris par Charles Edouard Guillaume en 1986. La première lettre d'Invar est toujours écrite en majuscule parce qu'elle est associée au nom commercial d'une société française, Imphy alloys. Cette entreprise a vu le jour dans une petite ville de France et l'alliage a été industrialisé dans cette entreprise une fois qu'il a été inventé.
En quoi consiste l'Invar ?
L'invar est un alliage composé de différents matériaux, le nickel et le fer étant les quantités les plus importantes. Le nickel représente environ 36% et est choisi en raison de sa faible dilatation thermique. La quantité de fer contenue dans l'Invar est de 64%, ce qui donne à l'alliage sa structure. D'autres éléments, comme le carbone, le molybdène et le chrome, renforcent les propriétés de l'Invar.
Propriétés de l'acier Invar
Invar est utilisé dans diverses applications pour ses excellentes propriétés, dont voici quelques exemples :
Faible dilatation thermique
L'acier Invar présente de faibles dilatations thermiques, ce qui le rend adapté aux applications où la marge de variation dimensionnelle est minimale.
Stabilité à haute dimension
La stabilité de l'Invar le rend approprié pour des applications qui requièrent une grande précision. La taille et la forme de l'Invar sont maintenues en permanence à des températures variables.
Solidité et force
L'invar présente une résistance et une ténacité élevées. Il convient donc aux applications qui requièrent résistance et précision et est principalement utilisé pour les composants mécaniques et structurels.
Résistance à la corrosion
L'Invar est modérément résistant à la corrosion et, s'il est utilisé dans un environnement très humide, il peut nécessiter des processus de finition secondaires impliquant un revêtement.
Différents types d'Invar
L'alliage Invar se décline en plusieurs types, chacun ayant des caractéristiques, des compositions et des applications différentes. Certains de ces types sont les suivants :
Invar 36
Invar 36 Il contient 36% de nickel et 64% de fer et a un coefficient de dilatation thermique nul à température ambiante. Il est utilisé dans les instruments et dispositifs de précision qui nécessitent une stabilité dimensionnelle, comme les jauges de fluage, les horloges et les thermomètres.
Super Invar
Le Super Invar a une teneur élevée en nickel et une très faible quantité de cobalt. Il présente une très faible dilatation thermique dans une large gamme de températures. Il est très important pour les instruments de haute précision utilisés dans l'aérospatiale et les composants de satellites.
Invar 42
Invar 42 contient 42% de nickel, le reste étant du fer. Il présente une forte dilatation thermique, comme le verre, et est utilisé dans diverses applications électroniques, telles que les ampoules électriques et les tubes à vide.
Invar 48
L'Invar 48 contient 48% de nickel, le reste étant du fer. Sa dilatation thermique correspond à celle des céramiques et il est utilisé en électronique pour les joints métal-céramique, comme dans les boîtiers de transistors.
Invar K
L'Invar K, également connu sous le nom de Kovar, contient 29% de nickel, 17% de cobalt et le reste de fer. Sa dilatation thermique est très faible et il présente les caractéristiques du verre borosilicaté. Il est utilisé dans les tubes cathodiques, les systèmes à vide et les tubes à micro-ondes.
Invar 6
L'Invar 6 contient moins de nickel, ce qui signifie qu'il a une expansion thermique élevée mais une meilleure stabilité dimensionnelle. Il est utilisé dans des applications où la dilatation est nécessaire, mais de manière contrôlée. Il est principalement utilisé pour les instruments de précision spéciaux.
Comment se passe l'usinage avec Invar ?
L'usinage de l'invar est un défi car il peut devenir dur et entraîner l'usure de l'outil. Toutefois, sa faible dilatation thermique le rend adapté aux applications de précision. Il est important de régler avec soin l'affûtage et la vitesse de coupe de l'outil, en veillant à intégrer des méthodes appropriées de gestion de la chaleur.
L'utilisation de liquides de refroidissement et de mécanismes de contrôle des copeaux est cruciale pour obtenir des coupes nettes et précises sans endommager la surface du composant.
Applications de l'acier Invar
L'acier Invar est utilisé dans de nombreuses applications, dont certaines sont présentées ci-dessous :
Instruments de précision
Les industries de précision, qui utilisent des outils de mesure, sont fabriquées à partir d'Invar, qui offre une faible dilatation thermique et des lectures précises.
Aérospatiale
L'industrie aérospatiale utilise l'acier Invar pour les composants, qui comprennent des fixations pour un alignement précis et des structures de satellites. Il offre une stabilité dimensionnelle et préserve l'intégrité des composants lorsqu'ils sont utilisés dans des conditions environnementales variables.
Électronique
Dans les applications électroniques, l'Invar est utilisé pour fabriquer des boîtiers et des appareils électroniques. Les composants qui nécessitent une faible dilatation thermique et des dimensions stables sont fabriqués à l'aide de l'Invar.
Métrologie
Dans les applications de métrologie, la précision des mesures est cruciale. La faible dilatation thermique offerte par Invar garantit la précision des outils à des températures variables.
Quels sont les avantages d'Invar
L'incorporation d'Invar dans les applications présente de nombreux avantages, dont certains sont décrits ci-dessous :
- Invar offre une grande stabilité dimensionnelle et les applications de haute précision peuvent en tirer le meilleur parti.
- Il présente une excellente stabilité thermique, indépendamment des fluctuations constantes de la température.
- Invar est polyvalent et, de l'aérospatiale à la métrologie, il peut répondre aux besoins de toutes les industries.
- Il est durable et résistant, ce qui permet aux composants fabriqués de durer plus longtemps.
Quelles sont les limites d'Invar
Invar présente également des inconvénients qu'il convient de prendre en compte lors de son incorporation dans les applications. Ces limitations sont les suivantes :
- L'invar est peu usinable, ce qui entraîne des problèmes d'usure de l'outil et de contrôle des copeaux.
- Sa résistance mécanique est faible par rapport à d'autres alliages, ce qui limite son utilisation dans certaines applications soumises à des contraintes.
- Il présente une résistance modérée à la corrosion et nécessite des traitements secondaires pour améliorer la résistivité.
- L'invar est très cher par rapport aux autres alliages, car sa composition est particulière.
Conclusion
En lisant le guide ci-dessus, vous avez dû apprendre ce qu'est l'Invar et où il peut être utilisé. Maintenant, le choix de cet alliage pour votre projet doit être beaucoup plus facile parce que vous en connaissez les détails.
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Questions fréquemment posées sur Invar
Pourquoi Invar est-il si cher ?
L'invar est un alliage dont la composition contient du fer et du nickel, ce qui le rend coûteux.
L'Invar est-il magnétique ?
L'Invar présente des propriétés magnétiques lorsqu'il est en dessous du point de Curie et des propriétés non magnétiques lorsqu'il est au-dessus de la température du point de Curie.
L'Invar se dilate-t-il à la chaleur ?
Non, l'Invar ne se dilate pas à la chaleur en raison de la présence de nickel dans sa composition.
L'Invar est-il difficile à usiner ?
Oui, comparé à d'autres alliages, l'Invar est difficile à usiner.
Quelle est la différence entre l'Inconel et l'Invar ?
L'Invar est un alliage composé de fer et de nickel, tandis que l'Inconel contient du chrome et du nickel.
