Прецизни сплави
В края на миналия век френският изследовател К. Гийом [1, p. 3-5] открити в сплавите на системата желязо-никел с топлинно разширение с порядък по-ниско от разширението на съставните компоненти. С увеличаване на концентрацията на желязо в сплавта температурният коефициент на линейно разширение a намалява; неговият особено рязък спад започва при съдържание на желязо над 50%. Полюсът на най-ниското a съответства на съдържанието на 65% (at.) Fe в сплавта. Тази сплав е открита от Гийом през 1886 г. и е наречена Инвар поради много ниския температурен коефициент на линейно разширение. Аномалията на свойствата, свързана с ефекта на инвар, се използва при разработването на сплави с дадена стойностa.Сплавите от клас инвар имат аномалии в повечето от физичните свойства. Тези характеристики на инваровите сплави правят възможно създаването на материали с уникални характеристики.
Необичайният характер на промяната в свойствата на желязо-никелови сплави се използва широко в различни индустрии. В метрологията, криогенната, радиоелектронната техника и геодезията често не могат да се откажат от сплави със стойности по-малки от 2 х 10 -6 K. В тези случаи стойностите наa,близки до нула са продиктувани от условията на работа, изискванията за осигуряване на висока точност на измервателния уред, стабилност на стандартите за дължина, висока стабилност на газовите лазери, експлоатационна надеждност на тръбопроводи за транспортиране на втечнени води газове и др.
Сплавите за свързване с диелектрици (стъкло, керамика, слюда и др.) трябва да имат определена стойностиНадеждни връзки на материали с различни свойства могат да бъдат създадени само ако a е съгласувана в технологичния и експлоатационния температурен диапазон. Сплави сзададена стойност и за посочените цели се създават и на базата на инварни композиции.
Термичните биметали се използват широко в устройствата за автоматичен контрол на температурата. Пасивният компонент на термобиметалите е сплав сa,близо до нула, активният компонент е сплав с висока стойност на a. Колкото по-голяма е разликата в топлинното разширение на активния и пасивния компонент, толкова по-висока е чувствителността на термичния биметал.
Сред голям брой сплави с дадено a, преобладаващата част е създадена на базата на сплави от системата Fe-Ni в диапазона на концентрациите на състава на инвара. Поради тази причина през последните 15-20 години много стотици произведения са посветени на изследването на желязо-никелови сплави, издигнати са десетки хипотези, за да се обясни естеството на аномалния характер на свойствата на сплавите от клас Invar. И въпреки големите усилия, положени от учени в много страни в изследването на ефекта на инвара, въпросът за природата на инвариантността все още остава неразрешен. Така неизменността се превърна в проблем.
В това отношение не е случайно, ако не вземем предвид факта, че инваровите сплави представляват теоретичен интерес, броят на публикациите по този въпрос годишно възлиза на много десетки статии.
Известни са голям брой елинварови аустенитни сплави, съдържащи 40–50% Ni, в които модулът на еластичност практически не се променя с повишаване на температурата (температурният коефициент на модула на еластичност е близък или равен на 0) [1, 2]. Тези сплави имат относително ниско ниво на механични свойства в недеформирано състояние. Увеличаването на границата на еластичност на сплавите до 1000–1100 N/mm 2 се постига само след студена пластична деформация с висока степен (90–98%) и се реализира само в малки участъци (тънка лента, тел).
Извършено е топене на сплаввакуум-индукционен метод. Кремът беше изкован на пръти с кръгли (диаметър 8 mm) и квадратни (14x14 mm) сечения, от които бяха изрязани проби за определяне на механичните и elinvar свойства. Образците бяха подложени на закаляване или закаляване и студена пластична деформация с коефициент на редукция 30–70%, след което бяха подложени на стареене в диапазона 450–650 0 С за 2 часа.Определени са механичните свойства на пробите.
6, е. Температурният коефициент на честотата на TC беше оценен от промяната в честотата на естествените надлъжни вибрации на пробата при електромагнитно възбуждане на устройство Elastomat 1.024 (в температурния диапазон от -40 до +60 ° C). Температурните коефициенти на модула на еластичност и честотата са свързани помежду си чрез зависимостта:
където ¡ е TKMU; b - TKCh; a е температурният коефициент на линейно разширение (TCLE). Количеството стабилизиран аустенит след нагряване до различни температури се определя чрез рентгенова дифракция в желязноK-лъчение. За изследване на структурата и морфологията на образуваните при нагряване укрепващи и интерметални фази,, както и аустенитни кристали, е използван електронномикроскопски метод на изследване.
Ефективен начин за увеличаване на якостта на изследваните сплави е пластичната деформация.