Invar
El invar, també cridat FeNi36 o nivarox, és una aleació de ferro (64%) i níquel (36%), manganeso, en molt poc carbono i una miqueta de cromo.[1] Pel seu chicotet coeficient de dilatació[2] s'ampra en la fabricació de peces de precisió (rellongeria, aparats de física, vàlvules de motors, etc.) i, especialment, en instruments per a medir llongituts, tals com els utilisats en topografia. També té aplicacions en la fabricació d'útils per a processos de conformat de materials composts.
Història
[editar | editar còdic]La troballa de la composició del invar ho va realisar en 1896 el físic suís Charles Édouard Guillaume,[3] guardonat en el premi Nobel de Física en 1920[4] per dit descobriment.[5] Cap a 1920 també va inventar una aleació de composició pareguda, cridada elinvar, que posseïx un mòdul d'elasticitat que no varia molt en la temperatura.[6]
Propietats
[editar | editar còdic]
Com atres composicions de níquel/ferro, el Invar és una solució sòlida, és dir, és una aleació monofásica. En un grau comercial cridat Invar 35, consta d'aproximadament 36 % de níquel i 64 % de ferro,[1] té un punt de fusió de 1427 °C, una densitat de 8,05 g/cm³ i una resistividad de 8,2x10-5 Ω·cm.[7] El ranc de les aleacions invar va ser descrit pels científics de Westinghouse en 1961 com "ferro en entre el 30 i el 45 per cent de níquel".[8]
Les composicions comunes del Invar tenen un coeficient d'expansió tèrmica (denominat α i medit entre 20 °C i 100 °C) d'aproximadament 1,2×10−6K−1 (1,2ppm/°C), mentres que els acers ordinaris tenen valors d'al voltant d'11 a 15 ppm/°C. Els graus extrapuros (en <0.1% de cobalt) poden produir fàcilment valors tan baixos com 0,62–0,65 ppm/°C. Algunes formulació mostren característiques de dilatació tèrmica negativa (NTE). Encara que mostra una alta estabilitat dimensional en un ampli ranc de temperatures, té clim a la deformació per fluencia llenta.[9][10]
Estrictament parlant, el terme Invar solament es referix a l'aleació que conté un 36% de níquel, que té el coeficient d'expansió més baix (encara que les aleacions en un 50% de níquel a voltes es denominen Invar). A continuació s'enumeren les propietats físiques d'esta aleació a 20 °C (llevat que s'indique alguna cosa diferent):[11][12]
| Resistividad | 75−85 µΩ cm |
| Mòdul de Young | 140-150 GPa |
| Mòdul de cizalladura | 57 GPa |
| Durea Brinell | 160 |
| Allargament de trencament | < 45 % |
| Resiliencia (a 20 °C) | 140−150 J cm−2 |
| Coeficient de Poisson | 0,22807 (= I/2G - 1) |
| Llímit de trencament | 450−590 MPa |
| Densitat relativa | 8,125 |
| Coeficient de dilatació llineal (20-90 °C) | 1,2 - 2,0 i−6 K−1 |
| Conductivitat tèrmica (a 23 °C) | 13 W m−1 K−1 |
| Calor específica | 510 J kg−1 K−1 |
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 «Material Data Sheet Alloy 36».
- ↑ Davis, Joseph R. (2001). Alloying: Understanding the Basics, ASM International, pp. 587–589. ISBN 0-87170-744-6.
- ↑ Els metaux "invar" et "elinvar": leurs proprietes, leurs applications. M. Guillaume. Société Anonyme de L'imprimerie Théolier, 1922.
- ↑ Invar and Elinvar. Charles Edouard Guillaume. En: Nobel lectures in Physics, 1901-1921, v. 1 de Physics 1901-, Stig Lundqvist. World Scientific, 1998 ISBN 9810234015 pg. 444
- ↑ «The Nobel Prize in Physics 1920». nobelprize.org. The Nobel Foundation. «The Nobel Prize in Physics 1920 was awarded to Charles Edouard Guillaume "in recognition of the service he has rendered to precision measurements in Physics by his discovery of anomalies in nickel steel alloys".»
- ↑ The Invar and Elinvar family. En: Magnetism: Materials and applications. Vol. 2. D. Gignoux, Michel Schlenker, Étienne du Trémolet de Lacheisserie. Grenoble sciences. Springer, 2005. ISBN 0387230009. Pág. 213
- ↑ Invar 36 Alloy.
- ↑ “A New Reversible Solid-State Transformation in Iron–Nickel Alloys in the Invar Range of Compositions” (1961). Nature 192 (4806): 962–963. doi:. Bibcode: 1961Natur.192..962A.
- ↑ “Short clave creep behaviour of Invar steel” (en) (1 de agost 2002). Steel Research 73 (8): 332–339. doi:.
- ↑ “An Overview of Dimensional Stability of Invar 36 Material for Space Based Optical Mounting Applications” . International Conference on Idees, Impact and Innovation in Mechanical Engineering (ICIIIME 2017) 5 (6): 147.
- ↑ Pdf «Propriétés de l'Invar recensées parell ImphyAlloys» (en en). Consultat el 2009-10-12.
- ↑ «Material Data Sheet Alloy 36» (en en). Consultat el 15 novembre 2017..
- Este artícul conté una traducció derivada de «Invar» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.