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
- Výroba integrovaných obvodů, nosných mřížek (lead frames) a pouzder polovodičových součástek.
- Hermetické sklo-kovové a keramicko-kovové průchodky pro průmyslové senzory a elektronky.
- Termostatické bimetaly, dilatační tyče a spínače pracující v průmyslových teplotách do 300 °C.
- Komponenty pro laserovou techniku, katodové trubice a přesné průmyslové CRT masky.
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.