Matériaux pour composants Invar 36

L'Invar 36 est un alliage nickel-acier contenant 36 % de nickel et 64 % d'acier, couplé à 0,5 % chacun de carbone et de manganèse, avec des quantités métallurgiquement négligeables de soufre, de phosphore et d'autres éléments. Il a une faible dilatation thermique, ce qui le rend très recherché pour les applications nécessitant une stabilité dimensionnelle pour une large plage de températures.

Ci-dessous, nous détaillons certaines des propriétés et applications les plus remarquables des composants Invar 36 et expliquons pourquoi l'achat d'Invar auprès d'un fournisseur de métaux réputé peut vous faire gagner du temps et de l'argent en matière d'usinage.

Propriétés uniques de l'Invar 36

Avant de discuter des différents composants de l'Invar 36, examinons certaines de ses propriétés uniques.

Faible coefficient thermique

La vitesse à laquelle les métaux se dilatent ou se contractent avec une augmentation ou une diminution ultérieure de la température est connue sous le nom de leur coefficient de dilatation thermique (CTE). L'Invar 36 a un CTE très faible d'environ 1 ppm/K sur une plage de température limitée de 39,2 à 96,8 °F, et le taux de dilatation thermique est d'environ un dixième de celui de l'acier au carbone à des températures allant jusqu'à 400 °F. Il a le taux de dilatation thermique le plus bas de tous les métaux. Le tableau suivant montre le CTE moyen de l'Invar 36 pour différentes températures.

Température (°F)	CTE moyen [po/po/°F x 10(-6)]
200	0,72
300	1.17
500	2.32
700	4.22

Résistance à la corrosion

L'Invar 36 offre une haute résistance à la corrosion, car il peut être laissé pendant des mois dans un environnement oxydant sans présenter de taches de rouille. Bien que son affinité à l'oxydation soit bien inférieure à celle de l'acier ordinaire, il est impératif de graisser le composant Invar 36 pour la plus haute résistance à la corrosion.

Stabilité dimensionnelle élevée

Le CTE remarquablement bas de l'Invar 36 à température ambiante, associé à un faible changement temporel, offre une stabilité dimensionnelle supérieure aux composants Invar. Par conséquent, l'Invar 36 est largement utilisé pour la conception de systèmes mécaniques de précision dans différentes industries.

Applications populaires de l'Invar 36

Invar 36 est prisé par les ingénieurs pour son CTE phénoménal et sa stabilité dimensionnelle. Ainsi, l'alliage trouve un large éventail d'applications allant des pièces horlogères aux satellites. Cependant, nous aborderons ci-dessous certaines des applications les plus notables de l'alliage Invar 36.

Bandes

L'Invar 36 est largement utilisé pour la construction de rubans, car les rubans Invar peuvent mesurer rapidement une ligne de base avec une plus grande précision que les rubans en acier. En raison de la faible dilatation thermique et de la résistance élevée à la corrosion de l'Invar, il peut résister à l'extérieur sans oxydation. Ainsi, les rubans Invar 36 conviennent aux pièces d'appareils nécessaires pour produire une dimension constante dans des conditions climatiques variables.

Tubes de chaudière

Les tubes Invar 36 sont utiles comme tubes de chaudière nécessitant une stabilité dimensionnelle élevée et de faibles dilatations thermiques. Les tubes Invar 36 affichent une faible dilatation thermique jusqu'à 200°C et conservent leur résistance même à des températures cryogéniques. Les tubes sont disponibles en différentes tailles et formes pour diverses industries telles que l'alimentation, le pétrole, le gaz et les produits pharmaceutiques.

Horloges à pendule

La période d'un pendule d'horloge dépend de la longueur de la tige du pendule, qui peut varier avec la température. Tout changement de température peut manipuler les lectures réelles de l'horloge - par exemple, une augmentation de la température entraînera l'expansion de la tige et allongera le pendule. Cela fait perdre du temps à l'horloge, ce qui la rend imprécise. En raison de sa faible dilatation thermique, l'Invar 36 est souvent utilisé pour fabriquer des horloges à pendule afin de maintenir la précision de l'heure.

Billets bimétalliques

Les bandes bimétalliques sont utilisées dans les thermomètres pour convertir un changement de température en déplacement mécanique. Ils sont également utilisés pour fabriquer des instruments de précision. Le bilame est composé de laiton jaune et d'Invar. Comme le laiton a tendance à se courber davantage que l'invar lorsqu'il est chauffé au-delà de la température ambiante, l'incorporation d'une combinaison des deux fonctionne parfaitement pour mesurer les températures élevées et basses.

Défis d'usinage avec les composants Invar 36

L'usinage de composants en Invar 36 peut être un processus difficile, même pour les machinistes experts. L'Invar 36 peut sembler très similaire à l'acier, mais il est très doux et ductile à l'état recuit, ce qui le rend difficile à usiner. L'usinage produit des copeaux gommeux qui collent autour de l'outil. De plus, l'Invar 36 est sujet à l'écrouissage. Cela dit, la surface subit une déformation plastique avant l'outil et devient plus difficile à couper à chaque passage, ce qui entraîne une mauvaise finition de surface et des outils cassés.

L'usinage d'Invar 36 nécessite l'expertise appropriée et les bons outils, tels que des brise-copeaux, pour surmonter les défis avec facilité. L'utilisation d'un brise-copeaux peut aider à éviter une trop grande accumulation de copeaux gommeux autour de l'outil. L'utilisation d'autres outils tranchants avec plus de dents aide également.

La configuration d'usinage peut changer avec le type d'outils sélectionnés pour le travail. Par exemple, une configuration rigide est impérative pour minimiser le broutage et éviter l'écrouissage lors de l'utilisation d'outils en carbure. Cependant, aucun agencement de ce type n'est nécessaire lorsque l'on travaille avec des outils hélicoïdaux. Après l'usinage, les produits Invar doivent être recuits pour libérer toute contrainte interne présente afin d'assurer la stabilité dimensionnelle.

Compte tenu du nombre d'exigences uniques pour l'usinage de composants Invar 36, la transformation d'Invar en pièces utilisables peut être un processus coûteux pour les petits ateliers d'usinage et les fabricants aux budgets serrés.

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