O que é o Invar: definição, propriedades, tipos e aplicações

Existem diferentes tipos de metais e das suas ligas, e são utilizados em diferentes aplicações. O Invar é também uma liga metálica que satisfaz as exigências de diversas indústrias. Se pretende incorporar Invar nos seus componentes e saber mais sobre ele, o guia abaixo pode ser de grande ajuda. Vamos ler.

O que é o Invar?

O Invar é uma liga de ferro e níquel conhecida pela sua baixa dilatação térmica. Possui diversas propriedades, e a melhor delas é que se contrai e expande minimamente quando há variação de temperatura. Por isso, é utilizado em indústrias onde é necessária estabilidade dimensional. É também escolhido para aplicações que exigem usinagem de precisão para fabricar componentes com tolerâncias apertadas.

Breve história do Invar

O Invar foi inventado em Paris por Charles Edouard Guillaume em 1986. A primeira letra de Invar escreve-se sempre em maiúscula porque está associada à designação comercial de uma empresa, a Imphy Alloys, uma empresa francesa. Esta empresa teve origem numa pequena cidade de França e a liga foi industrializada nesta empresa assim que foi inventada.

De que é feito o Invar?

O Invar é uma liga composta por diferentes materiais, sendo o níquel e o ferro os que surgem em maiores quantidades. O níquel representa cerca de 36% e é escolhido pela sua baixa dilatação térmica. A quantidade de ferro contida no Invar é de 64%, o que confere à liga a sua estrutura. Existem outros elementos, como o carbono, o molibdénio e o crómio, que melhoram as propriedades do Invar.

Propriedades do aço Invar

O Invar é escolhido em distintas aplicações pelas suas excelentes propriedades, e algumas delas são as seguintes:

Baixa dilatação térmica

O aço Invar oferece baixas dilatações térmicas, o que o torna adequado para aplicações em que a margem para variações dimensionais é mínima.

Elevada estabilidade dimensional

A estabilidade do Invar torna-o adequado para aplicações que exigem elevada precisão. O tamanho e a forma do Invar mantêm-se em temperaturas variáveis em todos os momentos.

Tenacidade e resistência

O Invar tem elevada resistência e tenacidade. Por isso, é adequado para aplicações que exigem resistência e precisão, sendo sobretudo escolhido para componentes mecânicos e estruturais.

Resistência à corrosão

O Invar tem uma resistência à corrosão moderada e, se for utilizado num ambiente com elevada humidade, pode necessitar de processos de acabamento secundários que envolvam revestimento.

Diferentes tipos de Invar

A liga Invar tem vários tipos, e cada tipo tem características, composições e aplicações diferentes. Alguns destes tipos são os seguintes:

Invar 36

Invar 36 tem 36% de níquel e 64% de ferro e apresenta um coeficiente de dilatação térmica nulo à temperatura ambiente. É utilizado em instrumentos e dispositivos de precisão que exigem estabilidade dimensional, como extensómetros de fluência, relógios e termómetros.

Super Invar

O Super Invar tem um elevado teor de níquel e uma quantidade muito pequena de cobalto adicionada. Apresenta uma dilatação térmica muito baixa numa ampla gama de temperaturas. É altamente crítico em instrumentos de alta precisão utilizados em componentes aeroespaciais e de satélites.

Invar 42

O Invar 42 tem 42% de níquel, sendo a proporção restante de ferro. Apresenta uma dilatação térmica elevada, semelhante à do vidro, e é utilizado em diversas aplicações eletrónicas, como lâmpadas e tubos de vácuo.

Invar 48

O Invar 48 tem 48% de níquel, sendo o restante ferro. Apresenta uma dilatação térmica que corresponde à das cerâmicas e é utilizado em eletrónica para vedantes metal-cerâmica, como em invólucros de transístores.

Invar K

O Invar K, também conhecido como Kovar, tem 29% de níquel, 17% de cobalto e o restante ferro. Apresenta uma dilatação térmica muito baixa e tem características do vidro borossilicato. É utilizado em CRTs, sistemas de vácuo e tubos de micro-ondas.

Invar 6

O Invar 6 tem menos níquel, o que significa que apresenta uma dilatação térmica elevada, mas ainda assim uma melhor estabilidade dimensional. É utilizado em aplicações em que a dilatação é necessária, mas de forma controlada. É sobretudo utilizado em instrumentos de precisão especiais.

Como é a usinagem com Invar?

A usinagem de Invar é um desafio, pois o material pode endurecer e provocar desgaste das ferramentas. No entanto, a baixa dilatação térmica torna-o adequado para aplicações de precisão. É importante ajustar cuidadosamente a afiação da ferramenta e a velocidade de corte, garantindo a incorporação de métodos adequados de gestão do calor.

A utilização de fluidos de corte e de mecanismos de controlo de aparas é crucial para cortes limpos e precisos, sem danificar a superfície do componente.

Aplicações do aço Invar

O aço Invar é utilizado em muitas aplicações, e algumas delas são abordadas abaixo:

Instrumentos de precisão

As indústrias de precisão, que utilizam ferramentas de medição, recorrem ao Invar porque este oferece baixa dilatação térmica e leituras precisas.

Aeroespacial

A indústria aeroespacial utiliza aço Invar em componentes, incluindo fixações para alinhamento preciso e estruturas de satélites. Oferece estabilidade dimensional e mantém a integridade dos componentes quando utilizados em condições ambientais variáveis.

Eletrónica

Em aplicações eletrónicas, o Invar é utilizado no fabrico de invólucros e dispositivos eletrónicos. Os componentes que exigem menor dilatação térmica e dimensões estáveis são fabricados com este material.

Metrologia

Em aplicações de metrologia, a precisão das medições é crucial. A baixa dilatação térmica oferecida pelo Invar garante a exatidão das ferramentas sob temperaturas variáveis.

Quais são as vantagens do Invar

São várias as vantagens de incorporar Invar nas aplicações, e algumas delas são as seguintes:

• O Invar oferece elevada estabilidade dimensional, e as aplicações de alta precisão podem tirar o máximo partido disso.
• Tem excelente estabilidade térmica, independentemente das flutuações constantes de temperatura.
• O Invar é versátil e, desde a aeronáutica à metrologia, pode responder às necessidades de qualquer indústria.
• É durável e resistente; por isso, os componentes fabricados têm maior longevidade.

Quais são as limitações do Invar

O Invar também apresenta algumas desvantagens que devem ser consideradas aquando da sua incorporação nas aplicações. Estas limitações são as seguintes:

• O Invar tem fraca maquinabilidade, o que origina problemas de desgaste das ferramentas e de controlo de aparas.
• Tem baixa resistência mecânica em comparação com outras ligas, o que o limita em algumas aplicações sujeitas a esforços.
• Tem resistência à corrosão moderada e requer tratamentos secundários para melhorar a resistividade.
• O Invar é muito dispendioso em comparação com outras ligas, pois tem uma composição especializada.

Conclusão

Depois de ler o guia acima, já deve ter percebido o que é o Invar e onde pode ser utilizado. Agora, escolher esta liga para o seu projeto deve ser muito mais fácil, porque conhece os seus detalhes.

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Perguntas frequentes sobre o Invar

Porque é que o Invar é tão caro?

O Invar é uma liga que tem ferro e níquel na sua composição, o que o torna caro.

O Invar é magnético?

O Invar apresenta propriedades magnéticas abaixo do ponto de Curie e propriedades não magnéticas acima da temperatura do ponto de Curie.

O Invar dilata quando aquecido?

Não, o Invar não dilata quando aquecido devido à presença de níquel na sua composição.

O Invar é difícil de maquinar?

Sim, em comparação com outras ligas, o Invar é difícil de maquinar.

Qual é a diferença entre Inconel e Invar?

O Invar é uma liga composta por ferro e níquel, enquanto o Inconel tem crómio e níquel.