इन्वार मिश्र धातु एक विशेष मिश्र धातु है जो मुख्य रूप से लोहे और निकल से बनी होती है, जो विशेष रूप से थर्मल विस्तार के बेहद कम गुणांक की विशेषता है। इसका नाम "इनवार" अंग्रेजी शब्द "इनवेरिएबल" से आया है, जो तापमान परिवर्तन के साथ लगभग कोई आयामी विस्तार या संकुचन प्रदर्शित करने की इसकी विशेषता को दर्शाता है। इनवार मिश्र धातुओं का उपयोग मुख्य रूप से उच्च आयामी स्थिरता, एयरोस्पेस संरचनात्मक घटकों, ऑप्टिकल उपकरण और तरलीकृत गैस भंडारण प्रणालियों की आवश्यकता वाले सटीक उपकरणों में किया जाता है।
इन्वार मिश्र धातु के मुख्य घटक और संरचना
इन्वार मिश्र धातु की विशिष्ट रासायनिक संरचना लगभग 63% लोहा (Fe), लगभग 36% निकल (Ni) है, शेष कार्बन, सिलिकॉन, मैंगनीज और अन्य तत्वों की थोड़ी मात्रा है। मिश्र धातु की कम तापीय विस्तार विशेषता इसकी अद्वितीय लौह-निकल परमाणु व्यवस्था से उत्पन्न होती है; जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, मिश्र धातु के आंतरिक चुंबकीय क्रम में परिवर्तन सामान्य धातुओं के थर्मल विस्तार प्रभाव का प्रतिकार करता है।
सामान्य इन्वार मिश्र धातु ग्रेड में शामिल हैं: इन्वार 36, इन्वार 32-5, सुपर इन्वार, और कोवर। Invar 36 (जिसे 4J36 या UNS K93600 के नाम से भी जाना जाता है) सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला मॉडल है।
इन्वार मिश्र धातु के भौतिक गुण
1. थर्मल विस्तार का बेहद कम गुणांक: 20 ℃ से 100 ℃ की तापमान सीमा के भीतर, इसका रैखिक विस्तार का औसत गुणांक केवल 1.2 × 10⁻⁶/℃ है, जो सामान्य कार्बन स्टील (लगभग 12 × 10⁻⁶/℃) की तुलना में बहुत कम है।
2. घनत्व: लगभग 8.1 ग्राम/सेमी³।
3. तापीय चालकता: कम तापीय चालकता, लगभग 10-14 W/(m·K)।
4. चुंबकीय गुण: इन्वार मिश्र धातु कमरे के तापमान पर लौहचुंबकीय है, लगभग 230℃ के क्यूरी बिंदु पर अपना चुंबकत्व खो देता है।
5. कठोरता: एनील्ड अवस्था में ब्रिनेल कठोरता आम तौर पर 130-180 एचबी होती है, जिसे कोल्ड वर्किंग या उम्र बढ़ने के उपचार के माध्यम से सुधारा जा सकता है।
इन्वार मिश्र धातु के लाभ और अनुप्रयोग
इन्वार मिश्र धातु का सबसे बड़ा लाभ अलग-अलग तापमान के तहत इसकी अत्यधिक उच्च आयामी स्थिरता में निहित है। यह शून्य से नीचे दसियों डिग्री से लेकर सैकड़ों डिग्री सेल्सियस तक की सीमा में विस्तार की बहुत कम दर बनाए रखता है, जो इसे सटीक संरचनात्मक घटकों और तापमान-नियंत्रित वातावरण के लिए आदर्श बनाता है।
मुख्य अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
- ऑप्टिकल सिस्टम सपोर्ट, लेंस माउंट, इंटरफेरोमीटर बेस;
- एयरोस्पेस उपकरण, उपग्रह संरचनात्मक घटक, सटीक जाइरोस्कोप हाउसिंग;
- तरलीकृत गैस (एलएनजी) भंडारण टैंक और पाइपलाइन संरचनाएं;
- इलेक्ट्रॉनिक पैकेजिंग, उपकरण स्केल, गेज ब्लॉक और अन्य मापने के उपकरण।
इन्वार मिश्र धातु का मशीनिंग प्रदर्शन
जबकि इन्वार मिश्र धातु में अपेक्षाकृत स्थिर यांत्रिक गुण हैं, इसकी मशीनीकरण को आम तौर पर "मशीन के लिए थोड़ा कठिन" माना जाता है। मुख्य कारणों में शामिल हैं:
1. महत्वपूर्ण कार्य सख्त प्रवृत्ति;
2. खराब तापीय चालकता, जिसके परिणामस्वरूप केंद्रित ताप कटौती होती है;
3. उपकरण चिपकने और उपकरण घिसने का खतरा।
आम तौर पर तेज कार्बाइड उपकरण, कम काटने की गति और मजबूर शीतलक का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। इसमें अच्छी वेल्डेबिलिटी है, लेकिन माइक्रोस्ट्रक्चर के मोटे होने से बचने के लिए हीट इनपुट को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए।
अन्य सामग्रियों के साथ इन्वार मिश्र धातु की तुलना
साधारण कार्बन स्टील की तुलना में, इन्वार मिश्र धातु में थर्मल विस्तार का गुणांक केवल 1/10 है; स्टेनलेस स्टील की तुलना में, इन्वार मिश्र धातु में थोड़ी कम ताकत होती है लेकिन बेहतर तापीय स्थिरता होती है; टाइटेनियम मिश्र धातुओं की तुलना में, इन्वार मिश्र धातु में कम तापमान पर बेहतर आयामी स्थिरता होती है, जो इसे क्रायोजेनिक इंजीनियरिंग और मेट्रोलॉजी उपकरणों में अपूरणीय बनाती है।
विशिष्ट घरेलू और अंतर्राष्ट्रीय ग्रेड
- चीनी ग्रेड: 4J36, 4J32-5, 4J38;
- यूएस यूएनएस नंबर: K93600 (इनवार 36), के93500 (सुपर इनवार);
- जर्मन डीआईएन ग्रेड: 1.3912;
- फ्रेंच AFNOR: FeNi36।
इन्वार मिश्र धातु एक विशिष्ट "कम-विस्तार परिशुद्धता मिश्र धातु" है जो अपनी उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता और वेल्डेबिलिटी के कारण एयरोस्पेस, ऑप्टिक्स और क्रायोजेनिक इंजीनियरिंग क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। यद्यपि इसे संसाधित करना कठिन है, इसकी आयामी स्थिरता लगभग अपूरणीय है, जो इसे सटीक इंजीनियरिंग में आवश्यक बुनियादी सामग्रियों में से एक बनाती है।
