Invar – Tabla de materiales – Aplicaciones – Precio

Sobre Invar

Invar es una aleación de níquel y hierro. Esta aleación también se conoce genéricamente como FeNi36 (64FeNi en EE. UU.). Invar es notable por su coeficiente de expansión térmica excepcionalmente bajo (CTE o α). El nombre invariable proviene de la palabra invariable, refiriéndose a su relativa falta de expansión o contracción con los cambios de temperatura. Invar tiene un coeficiente de expansión térmica cercano a cero, lo que lo hace útil para construir instrumentos de precisión cuyas dimensiones deben permanecer constantes a pesar de la temperatura variable. El descubrimiento de la aleación fue realizado en 1896 por el físico suizo Charles Édouard Guillaume por el que obtuvo el Premio Nobel de Física en 1920.

Resumen

Nombre	Invar
Fase en STP	sólido
Densidad	8100 kg / m3
Resistencia a la tracción	445 MPa
Límite de elastacidad	280 MPa
Módulo de Young	135 GPa
Dureza Brinell	200 BHN
Punto de fusión	1687 ° C
Conductividad térmica	12 W / mK
Capacidad calorífica	505 J / g K
Precio	29 $ / kg

Composición de Invar

Invar, aleación de hierro que se expande muy poco cuando se calienta; contiene 64 por ciento de hierro y 36 por ciento de níquel.

Aplicaciones de Invar

Invar se usaba anteriormente para estándares absolutos de medición de longitud y ahora se usa para cintas de medición y en relojes y varios dispositivos sensibles a la temperatura. Invar se utiliza donde se requiere una alta estabilidad dimensional, como instrumentos de precisión, relojes, medidores de fluencia sísmica, marcos de máscara de sombra de televisión, válvulas en motores y moldes de grandes aeroestructuras.

Propiedades mecánicas de Invar

Resistencia de invar

En mecánica de materiales, la resistencia de un material es su capacidad para soportar una carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. La resistencia de los materiales básicamente considera la relación entre las cargas externas aplicadas a un material y la deformación resultante o cambio en las dimensiones del material. Al diseñar estructuras y máquinas, es importante considerar estos factores, a fin de que el material seleccionado tenga la resistencia adecuada para resistir las cargas o fuerzas aplicadas y conservar su forma original.

La resistencia de un material es su capacidad para soportar esta carga aplicada sin fallas ni deformaciones plásticas. Para la tensión de tracción, la capacidad de un material o estructura para soportar cargas que tienden a alargarse se conoce como resistencia máxima a la tracción (UTS). El límite elástico o límite elástico es la propiedad del material definida como el esfuerzo en el que un material comienza a deformarse plásticamente, mientras que el límite elástico es el punto donde comienza la deformación no lineal (elástica + plástica). En caso de tensión de tensión de una barra uniforme (curva tensión-deformación), la  ley de Hooke describe el comportamiento de una barra en la región elástica. El módulo de elasticidad de Young es el módulo de elasticidad para esfuerzos de tracción y compresión en el régimen de elasticidad lineal de una deformación uniaxial y generalmente se evalúa mediante ensayos de tracción.

Ver también: Resistencia de los materiales

Máxima resistencia a la tracción de invar

La resistencia máxima a la tracción de Invar es 445 MPa.

Límite de elastacidad de invar

El límite elástico de Invar es 280 MPa.

Módulo de Young de invar

El módulo de Young de Invar es 135 GPa.

Dureza de invar

En la ciencia de los materiales, la  dureza  es la capacidad de resistir  la hendidura de la superficie  ( deformación plástica localizada ) y el  rayado . La prueba de dureza Brinell  es una de las pruebas de dureza por indentación, que se ha desarrollado para las pruebas de dureza. En las pruebas Brinell, se fuerza un penetrador esférico duro  bajo una carga específica en la superficie del metal que se va a probar.

El  número de dureza Brinell  (HB) es la carga dividida por el área de la superficie de la muesca. El diámetro de la impresión se mide con un microscopio con una escala superpuesta. El número de dureza Brinell se calcula a partir de la ecuación:

La dureza Brinell de Invar es de aproximadamente 200 BHN (convertida).

Ver también: dureza de materiales

Propiedades térmicas de Invar

Invar – Punto de fusión

Punto de Invar de fusión es de 1687 ° C .

Tenga en cuenta que estos puntos están asociados con la presión atmosférica estándar. En general, la  fusión  es un  cambio  de fase de una sustancia de la fase sólida a la líquida. El  punto  de fusión de una sustancia es la temperatura a la que se produce este cambio de fase. El  punto de fusión  también define una condición en la que el sólido y el líquido pueden existir en equilibrio. Para varios compuestos químicos y aleaciones, es difícil definir el punto de fusión, ya que generalmente son una mezcla de varios elementos químicos.

Invar – Conductividad térmica

La conductividad térmica de Invar es 12 W / (m · K) .

Las características de transferencia de calor de un material sólido se miden mediante una propiedad llamada  conductividad térmica , k (o λ), medida en  W / mK . Es una medida de la capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un material por  conducción . Tenga en cuenta que  la ley de Fourier se  aplica a toda la materia, independientemente de su estado (sólido, líquido o gas), por lo que también se define para líquidos y gases.

La  conductividad térmica  de la mayoría de los líquidos y sólidos varía con la temperatura. Para los vapores, también depende de la presión. En general:

La mayoría de los materiales son casi homogéneos, por lo que normalmente podemos escribir  k = k (T) . Se asocian definiciones similares con las conductividades térmicas en las direcciones y y z (ky, kz), pero para un material isótropo, la conductividad térmica es independiente de la dirección de transferencia, kx = ky = kz = k.

Invar – Calor específico

El calor específico de Invar es 505  J / g K .

El calor específico, o capacidad calorífica específica,  es una propiedad relacionada con la energía interna  que es muy importante en termodinámica. Las  propiedades intensivas  c _v  y  c _p  se definen para sustancias compresibles simples puras como derivadas parciales de la  energía interna  u (T, v)  y la  entalpía  h (T, p) , respectivamente: 

donde los subíndices  v  y  p  denotan las variables que se mantienen fijas durante la diferenciación. Las propiedades  c _v  y  c _p  se denominan  calores específicos  (o  capacidades caloríficas ) porque, en determinadas condiciones especiales, relacionan el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía añadida por la transferencia de calor. Sus unidades SI son  J / kg K  o  J / mol K .

Propiedades y precios de otros materiales

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