Materiálový list: Invar 42 / 1.3917 (Nilo 42 / Pernifer 42)

Invar 42 (W.Nr. 1.3917, UNS K94100) je slitina niklu a železa s obsahem 42 % niklu. Vyznačuje se nízkým a striktně definovaným koeficientem tepelné roztažnosti, který od pokojových teplot až do přibližně 300 °C dokonale lineárně odpovídá roztažnosti křemíku, keramiky a vybraných druhů tvrdých skel. Je klíčovým materiálem pro mikroelektroniku a hermetická těsnění.

1. Přesné chemické složení

Prvek (Značka) Procentuální podíl (%) Hlavní metalurgický význam a vliv
Nikl (Ni) 41.0 - 43.0 % Základní legující prvek posouvající Curieův bod a definující konstantní expanzi materiálu do 300 °C.
Železo (Fe) Zbytek (cca 57 %) Základní kov tvořící stabilní austenitickou matricovou strukturu slitiny.
Mangan (Mn) Max. 0.80 % Zlepšuje zpracovatelnost za tepla, napomáhá desulfuraci a deoxidaci během metalurgického tavení.
Uhlík (C) Max. 0.05 % Udržován na velmi nízké úrovni k zamezení precipitace karbidů, které by deformovaly expanzní křivku.
Křemík (Si) Max. 0.30 % Technologická příměs z výroby podílející se na deoxidaci tekutého kovu.

2. Mechanické vlastnosti (Typické hodnoty při 20 °C)

Mechanický parametr Garantovaná hodnota Podmínky a stav materiálu
Mez kluzu (Rp 0.2) ≥ 260 MPa V měkce žíhaném stavu; vykazuje optimální vlastnosti pro lisování a mechanické tváření.
Pevnost v tahu (Rm) 480 - 600 MPa Standardní rozsah pro kalibrované dráty, pásy a kované polotovary.
Tažnost (A5) ≥ 30 % Vysoká plasticita zaručující bezproblémové hluboké tažení a ražení miniaturních elektronických pouzder.
Tvrdost (HV) Cca 150 HV Umožňuje přesné strojní obrábění, soustružení a frézování bez nadměrného opotřebení nástrojů.

3. Fyzikální vlastnosti

Fyzikální veličina Hodnota Teplota a poznámka
Hustota 8.12 g/cm3 Měrná hmotnost materiálu při teplotě 20 °C.
Bod tání 1435 °C Konstantní bod tání stabilní slitiny na bázi Fe-Ni.
Tepelná roztažnost (α) 5.3 x 10?6 / K Klíčový koeficient lineární tepelné roztažnosti v teplotním rozsahu 20 °C až 300 °C.
Tepelná vodivost 14.6 W/m·K Při pokojové teplotě 20 °C (usnadňuje řízený odvod tepla v mikrokomponentech).
Modul pružnosti (E) 147 GPa Modul pružnosti v tahu zajišťující strukturní integritu a tvarovou stálost.

4. Detailní popis vlastností a korozní odolnosti

Hlavní metalurgickou předností Invaru 42 (Alloy 42) je stabilní lineární roztažnost až do teploty 300 °C, která přesně odpovídá vlastnostem keramických substrátů a borosilikátových skel. Slitina nepodléhá fázovým přeměnám a udržuje si rozměrovou stálost. Z hlediska korozní odolnosti vykazuje v suchém vnitřním prostředí dlouhodobou pasivitu. Ve vlhkých, průmyslových či venkovních expozicích je však náchylná k oxidaci a tvorbě rzi kvůli vysokému obsahu železa. V elektrotechnickém průmyslu se proto komponenty z Invaru 42 standardně elektrolyticky pokovují (např. niklem, mědí, cínem nebo zlatem), což zásadně zvyšuje jejich korozní rezistenci a zajišťuje excelentní pájitelnost.

5. Nejčastější průmyslové aplikace a využití

6. Přehled norem a specifikace dle hutních polotovarů

Typ polotovaru Technická norma ASTM / DIN / SEW Rozsah platnosti a určení aplikace
Plech / Deska / Pás ASTM F30 (Plech) / DIN 17750 / SEW 385 Válcované pásy a tenké plechy pro lisování nosných prvků elektroniky a lead frames.
Kruhová tyč / Výkovek ASTM F30 (Tyče) / DIN 17752 / ASTM B564 Loupané a kované tyče určené pro mechanické obrábění těles senzorů a hermetických kolíků.
Trubka bezešvá ASTM F30 (Trubky) / DIN 17751 Bezešvé přesné trubičky pro technologické průchodky, vakuovou techniku a měřicí sondy.
Trubka svařovaná ASTM F30 (Welded) Svařované kalibrované trubky pro specifické ochranné pláště elektrokomponentů.
Drát ASTM F30 (Drát) / DIN 17753 Přesně tažené dráty pro sklo-kovové zatavení, bimetalové spínače a elektrotechnické spoje.

Tento technický list má výhradně informativní charakter. Data jsou sjednocena z oficiálních specifikací výrobců Special Metals, VDM Metals a Haynes International za účelem křížového porovnání ekvivalentů.