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Datenblatt zu Nickellegierungen

Invar 42

Invar 42, auch bekannt als Alloy 42 oder NILO 42, ist eine Eisen-Nickel-Legierung mit kontrollierter Ausdehnung, die entwickelt wurde, um eine vorhersagbare Wärmeausdehnungsrate über einen definierten Temperaturbereich zu gewährleisten. Aufgrund ihrer Ausdehnungseigenschaften eignet sie sich für die Abstimmung auf ausgewählte Weichgläser, Keramiken und Halbleitermaterialien in hermetischen Dichtungen und Elektronikgehäusen. Zu den typischen Anwendungsbereichen zählen Leiterrahmen für integrierte Schaltkreise, Glas-Metall-Verbindungen, Durchführungen, Relaisbauteile, Vakuumkomponenten, Elektronikgehäuse, Lampenanschlussbaugruppen sowie Präzisionskomponenten, bei denen die Maßhaltigkeit bei Temperaturänderungen von entscheidender Bedeutung ist.

 

 

Materialübersicht

Materialprofil Invar 42

Eine kurze Einführung in die Gussqualitäten für Einkäufer, die sich vor dem Absenden einer Anfrage über Zusammensetzung, Eigenschaften, Normen, verfügbare Formen und geeignete Anwendungsbereiche vergewissern möchten.

Ingenieurprofil

Invar 42, auch bekannt als Alloy 42 oder NILO 42, ist eine Eisen-Nickel-Legierung mit kontrollierter Ausdehnung, die entwickelt wurde, um eine vorhersagbare Wärmeausdehnungsrate über einen definierten Temperaturbereich zu gewährleisten. Aufgrund ihrer Ausdehnungseigenschaften eignet sie sich für die Abstimmung auf ausgewählte Weichgläser, Keramiken und Halbleitermaterialien in hermetischen Dichtungen und Elektronikgehäusen. Zu den typischen Anwendungsbereichen zählen Leiterrahmen für integrierte Schaltkreise, Glas-Metall-Verbindungen, Durchführungen, Relaisbauteile, Vakuumkomponenten, Elektronikgehäuse, Lampenanschlussbaugruppen sowie Präzisionskomponenten, bei denen die Maßhaltigkeit bei Temperaturänderungen von entscheidender Bedeutung ist.

 

 

Invar 42

Die technischen Daten auf dieser Seite dienen als Orientierungshilfe bei der Materialauswahl. Die endgültigen Abnahmewerte sind anhand der Einkaufsnorm, der Wärmebehandlungsbedingungen, der Produktform, der Abmessungen und des Materialprüfzeugnisses zu bestätigen.

Chemische Zusammensetzung

Zusammensetzungsbereich von Invar 42

Die folgende Tabelle enthält typische Grenzwerte für die Zusammensetzung von Alloy 625 / UNS N06625. Die tatsächliche chemische Zusammensetzung des Produkts wird im Werkstoffprüfzeugnis für jede einzelne Schmelze angegeben.

Element Symbol Nominelle / Allgemeine Anforderung Rolle bei Invar 42
Nickel Ni ca. 41,0–42,0 Steuert das charakteristische Wärmeausdehnungsverhalten der Eisen-Nickel-Matrix.
Eisen Fe Saldo Bildet die Grundlage der Legierung mit kontrollierter Ausdehnung.
Kohlenstoff C 0,05 max. Beschränkt auf die Unterstützung der Duktilität, der Formbarkeit und der Dichtungsleistung.
Mangan Mn 0,40 max. Kontrollierte Zugabe in geringen Mengen beim Schmelzen und bei der Desoxidation.
Silizium Si 0,20 max. Auf Oberflächenqualität, Oxidationsverhalten und Glasversiegelung geprüft.
Sonstige Elemente Kontrollierte Restmengen Die Restgehalte sind gemäß den Vorgaben des Herstellers oder Käufers begrenzt.

Die chemische Zusammensetzung der Legierung 42 variiert geringfügig je nach Herstellerspezifikation und regionaler Bezeichnung. Der erforderliche Nickelbereich und die Grenzwerte für Restelemente sollten in der Bestellung angegeben werden, insbesondere bei Anwendungen im Bereich der Glasversiegelung oder der Halbleiterindustrie.

 

 

Physikalische Eigenschaften

Wichtige physikalische und thermische Daten

Diese Werte helfen den Kunden, bei der ersten Materialauswahl die Dichte, das thermische Verhalten, das magnetische Verhalten und die Leitfähigkeit zu vergleichen.

Eigenschaft Metrischer Wert Imperialwert Zustand / Anmerkungen
Dichte 8,11 g/cm³ 0,293 lb/in³ Raumtemperatur
Schmelzpunkt ca. 1435 °C ca. 2615 °F Typischer Wert
Wärmeleitfähigkeit 10,5 W/m·°C 72,8 Btu·in/ft2·h·°F ca. 20 °C
Elektrischer spezifischer Widerstand 0,61 µΩ·m ca. 367 Ohm-cmil/ft ca. 20 °C
Elastizitätsmodul ca. 150 GPa ca. 21,8 x 103 ksi Typischer Wert bei Raumtemperatur
Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient ca. 5,3 µm/m·°C ca. 2,9 × 10-6 in/in·°F Mittelwert von 20 bis 300 °C
Mittlere Ausdehnung, 20–400 °C ca. 6,2 µm/m·°C ca. 3,4 × 10-6 in/in·°F Typischer Wert; abhängig von der Wärmebehandlung und der chemischen Zusammensetzung
Wendepunkt der thermischen Ausdehnung ca. 370 °C ca. 700 °F Oberhalb dieses Bereichs ändert sich das Ausdehnungsverhalten

 

 

Mechanische Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften bei Raumtemperatur

Die mechanischen Eigenschaften variieren je nach Produktform, Größe, Verarbeitungsverfahren und Wärmebehandlung. Die folgende Tabelle fasst die üblicherweise herangezogenen Nennwerte für die Werkstoffauswahl zusammen.

Produktform / -zustand Zugfestigkeit Streckgrenze, 0,2% Dehnung Härte / Anmerkungen
Warmgewalzte, geglühte Stange bei 20 °C ca. 490 MPa (71 ksi) ca. 250 MPa (36 ksi) ca. 43% Repräsentative Produzentendaten; Flächenreduzierung um ca. 72%
Warmgewalzte, bei 100 °C geglühte Stange ca. 450 MPa (65 ksi) ca. 210 MPa (30 ksi) ca. 43% Typischer Wert bei erhöhter Temperatur
Warmgewalzte, bei 300 °C geglühte Stange ca. 410 MPa (59 ksi) ca. 110 MPa (16 ksi) ca. 44% Typischer Wert bei erhöhter Temperatur
Bleche und Bänder – geglüht Abhängig von der Spezifikation Abhängig von der Spezifikation Hohe Formbarkeit Ca. 140 HV max. (typisch)
Bleche und Bänder – vollgeglüht Verarbeitungsabhängig Verarbeitungsabhängig Reduziert gegenüber dem geglühten Zustand Typischerweise ca. 240 HV min
Draht und Präzisionsband temperaturabhängig temperaturabhängig temperaturabhängig Geben Sie den Zustand „geglüht“, „viertelhart“, „halbhart“ oder „vollhart“ an
Gedrehte oder geformte Dichtungsteile Abhängig vom Endprozess Abhängig vom Endprozess Abhängig vom Endprozess Die thermische Ausdehnung und der Oberflächenzustand sind in der Regel ausschlaggebend für die Abnahme

Die mechanischen Eigenschaften sind bei den meisten Anwendungen der Legierung 42 repräsentativ und gegenüber dem Wärmeausdehnungsverhalten von untergeordneter Bedeutung. Die endgültige Abnahme sollte auf der Grundlage der Käuferspezifikation, der Produktform, des Härtezustands, der Abmessungen, der Wärmebehandlung, der Ergebnisse der Ausdehnungsprüfung und des Werkstoffprüfzeugnisses erfolgen.

 

 

Bei Druckgeräten, Luft- und Raumfahrtbauteilen oder projektspezifischen Abnahmen sind anstelle der Nennwerte die Mindestanforderungen gemäß den angegebenen Normen ASTM, ASME, AMS, EN oder der Kundenzeichnung zu verwenden.

Normen und Spezifikationen

Gängige Invar-42-Normen nach Produktform

YSN128 kann Angebote für Produkte aus der Legierung 625 gemäß den Anforderungen der Normen ASTM, ASME, AMS, EN, DIN, ISO oder nach Kundenzeichnungen erstellen. Der Geltungsbereich des Zertifikats kann an die Bestellung angepasst werden.

Produkt / Anforderung Gemeinsamer Standard Aktueller Status / Verwendung Zertifikat / Prüfung
Blech, Band, Stange, Stab, Rohr und Draht ASTM F30 Im Jahr 2024 ohne Ersatz zurückgezogen; nur noch als veralteter oder vertraglich festgelegter Standard für Dichtungslegierungen verwenden. Chemische Zusammensetzung, Härtegrad, Korngröße, Oberflächengüte und Ergebnisse der Wärmeausdehnung gemäß Spezifikation
Bleche und Bänder für Thermostatkomponenten ASTM B753 Gültige Norm für den Geltungsbereich der Thermostatkomponenten; Legierungsbezeichnung und aktuelle Ausgabe bestätigen. Prüfungen hinsichtlich chemischer Eigenschaften, Abmessungen, Härtegrad und thermischer Reaktion nach Bedarf
Dumet- und Lamp-Zuleitungsdraht ASTM F29 Im Jahr 2024 zurückgezogen; nur verwenden, wenn dies in einer bestehenden Zeichnung oder einer Kundenspezifikation vorgesehen ist. Kernchemie, Hüllrohrmaterial, Abmessungen, Oberflächenbeschaffenheit und Dichtheitsprüfung
Europäische Werkstoffbezeichnung W.-Nr. 1.3917 / FeNi42 Beachten Sie die für den Käufer geltenden EN-, DIN- oder Herstellerspezifikationen. EN 10204 3.1 MTC, chemische und Maßprüfung
Chinesische Legierung mit kontrollierter Ausdehnung GB/T 15018, 4J42 Gängige regionale Bezeichnung; bitte die aktuelle Ausgabe und den erforderlichen Erweiterungsbereich bestätigen. Chemische Zusammensetzung, Wärmeausdehnung, Abmessungen und Wärmebehandlungsnachweis
Prüfung der Wärmeausdehnung ASTM E228 oder ein vom Käufer genehmigtes Dilatometrieverfahren Das Prüfverfahren wird entsprechend der Probengeometrie und dem erforderlichen Temperaturbereich ausgewählt. Ausdehnungskurve oder mittlerer Koeffizient über den angegebenen Temperaturbereich
Zugprüfung ASTM E8 / E8M oder die jeweils geltende regionale Methode Wird verwendet, wenn die Kaufspezifikation eine Überprüfung der mechanischen Eigenschaften vorschreibt. Bericht über Zugfestigkeit, Streckgrenze und Dehnung
Maßgeschneiderte elektronische Bauteile Kundenzeichnung / OEM-Spezifikation Häufig die entscheidende Anforderung an Leiterrahmen, Gehäuse, Durchführungen und hermetische Abdichtungen. CTE, Oberflächenbeschaffenheit, Sauberkeit, Ebenheit, Korngröße und Maßprüfung
Schweißprodukte Passender Ni-Fe 42-Schweißzusatz oder zugelassener projektspezifischer Verbrauchsmaterial Die Auswahl der Verbrauchsmaterialien hängt von der Passgenauigkeit der Erweiterungsstücke, der Gelenkkonstruktion und dem Dichtungsverfahren ab. Chemikalienverbrauch, Rückverfolgbarkeit von Chargen und Qualifizierung von Verfahren

 

 

Verfügbare Produktformen

Lieferprogramm für Invar 42

Informieren Sie sich über die verfügbaren Produktformen, Größenbereiche, Normen und Lieferoptionen für diese Legierung.

Formular Üblicher Größenbereich Lieferzustand Typische Anwendungsbereiche Seitenlink
Rohre und Röhren Außendurchmesser 1–300 mm, dünnwandige Kapillaren und maßgefertigte Größen erhältlich Nahtlos oder aus Rohlingen gefertigt, geglüht, gereinigt und auf Länge geschnitten Glas-Metall-Dichtungen, Durchführungshülsen, Vakuumkomponenten und Sensorgehäuse Rohr- und Schlauchansicht
Rundstange Durchmesser 1–300 mm, Längen nach Maß erhältlich Warmgewalzt, geschmiedet, geglüht, geschält, geschliffen oder poliert Durchführungsstifte, Präzisionswellen, Steckleisten und bearbeitete Dichtungskomponenten Rundstange anzeigen
Bleche & Platten Dicke 0,2–80 mm, kundenspezifische Breiten, Längen und Zuschnitte geglüht, kaltgewalzt, gebeizt, geschliffen oder präzisionsgewalzt Elektronikgehäuse, Grundplatten, Rahmen, Abdeckungen und Präzisionshalterungen Blech und Platten anzeigen
Streifen & Folie Dicke 0,01–3 mm, präzise Schlitzbreiten und Lieferung als Coil geglüht, viertelhart, halbhart oder vollhart Leiterrahmen für integrierte Schaltkreise, Membranen, Klammern und gestanzte Elektronikteile Streifen und Folie anzeigen
Draht Durchmesser 0,05–12 mm, Lieferung als Spule, Rolle oder als Endlosstück geglüht, kaltgezogen, blankgereinigt oder für die Oxidation vorbereitet Anschlussdrähte, Durchführungsstifte, hermetische Dichtungen und elektronische Anschlüsse „View Wire“ anzeigen
Befestigungselemente Miniatur- und Sonderanfertigungen von Bolzen, Muttern, Schrauben, Gewindestiften und Unterlegscheiben Kaltgeformt oder maschinell bearbeitet, geglüht oder kaltverfestigt Präzisionsinstrumente, elektronische Baugruppen und dehnungsangepasste Strukturen Befestigungselemente anzeigen
Armaturen Miniaturhülsen, Steckverbinder, Ferrulen und zeichnungsbasierte Bauteile Bearbeitet oder geformt, geglüht, gereinigt und auf Maßgenauigkeit geprüft Hermetische Durchführungen, Vakuumsysteme, Sensorbaugruppen und Glasdichtungen Armaturen anzeigen
Flansche Miniatur-Vakuumflansche, Ringe und Sonderabmessungen nach Zeichnung Bearbeitet, geglüht, geschliffen und gereinigt Elektronikgehäuse, optische Baugruppen und Präzisions-Vakuumanschlüsse Flansche anzeigen
Schmiedeteile Ringe, Scheiben, Blöcke und präzisionsgefertigte Rohlinge auf Basis von Zeichnungen Geschmiedet, geglüht, grob bearbeitet oder feinbearbeitet Instrumentenrahmen, Gehäuse, Stützringe und präzisionsgefertigte, auf die Ausdehnung abgestimmte Teile Schmiedeteile anzeigen
Schweißdraht Durchmesser 0,5–4,0 mm, Lieferung auf Spule, Rolle oder als Endlosware Passende Ni-Fe-Zusammensetzung, saubere, glänzende Oberfläche und kontrollierter Durchmesser Verbinden von Baugruppen aus Legierung 42, bei denen die Kompatibilität hinsichtlich der Ausdehnung gewahrt bleiben muss Schweißdraht anzeigen

 

 

Leitfaden zur Materialauswahl

Wann sollte man Invar 42 in Betracht ziehen?

Dieser Leitfaden hilft Einkäufern dabei, die Einsatzbedingungen mit den typischen Vorteilen von Alloy 625 in Zusammenhang zu bringen. Bei der endgültigen Auswahl sollten die Konzentration, die Temperatur, der Druck, die Fertigungsweise, die Verfügbarkeit und das Budget berücksichtigt werden.

Serviceanforderung Warum Invar 42 hilft Gängige Produktform Hinweis für Käufer
Hermetische Glas-Metall-Versiegelung Seine kontrollierte Ausdehnung passt sich beim Versiegeln und bei Temperaturwechselbeanspruchungen an ausgewählte weiche Gläser an. Draht, Rohr, Band, Stange und bearbeitete Durchführungen Geben Sie die genaue Glasqualität, die Versiegelungstemperatur, die Geometrie der Bauteile und die Anforderungen an die Leckrate an.
Halbleiter-Leiterrahmen Bietet eine vorhersehbare Ausdehnung bei guter Stanzbarkeit bei geglühtem oder kontrolliert kaltverformtem Band. Präzisionsbänder und -folien Geben Sie die Dickentoleranz, die Ebenheit, den Zustand der Kanten, die Härte und die Oberflächenreinheit an.
Siliziumkompatible Elektronikverpackung Die Ausdehnungsrate liegt näher an der von Silizium als an der von gewöhnlichen Baustählen oder austenitischen Edelstählen. Blech, Band, Platte, Rahmen und bearbeitetes Gehäuse Überprüfen Sie den gesamten Temperaturzyklus und die zulässige Belastung der Verpackung.
Vakuum- und Sensor-Durchführungen Eine kontrollierte Ausdehnung trägt dazu bei, thermische Ungleichgewichte an abgedichteten Fugen zu verringern. Draht, Stift, Kapillarrohr, Hülse und Anschlussstück Geben Sie die Leckrate, die elektrische Isolierung, die Beschichtung und die Oberflächenvorbereitung an.
Präzisionsbauteile mit genauen Maßangaben Weist innerhalb des festgelegten Betriebsbereichs eine geringere Ausdehnung auf als gewöhnliche Stähle. Stangen, Platten, Ringe und bearbeitete Bauteile Geben Sie den genauen Temperaturbereich an, da sich der Temperaturkoeffizient der Ausdehnung (CTE) mit der Temperatur erheblich ändert.
Bimetall- und Thermostatkomponenten Kann in ausgewählten laminierten thermisch reaktiven Systemen als kontrollierte Komponente mit geringer Ausdehnung dienen. Bleche und Bänder Geben Sie die aktiven und passiven Schichten, die Anforderungen an die Krümmung, das Dickenverhältnis und die Zyklierungsbedingungen an.

 

 

Warum Sie sich für uns entscheiden sollten

Liefer- und Qualitätsunterstützung für Invar 42

Um den Datenverkehr zu bewerten, benötigen Einkäufer mehr als nur ein Datenblatt. Dieser Abschnitt liefert klare Vertrauenssignale für die Teams in den Bereichen Beschaffung, Technik und Qualität.

STASTM / ASME / AMS / EN

Das Angebot kann an die Projektstandards und die Spezifikationen zur Produktform angepasst werden.

MTEN 10204 3.1 MTC

Chargennummer, chemische Zusammensetzung, mechanische Eigenschaften und Prüfprotokolle können bereitgestellt werden.

QCPMI und Inspektion

PMI, UT, Maßprüfung, Sichtprüfung und Verpackungskontrolle stehen zur Verfügung.

CSBenutzerdefinierte Größe

Zuschnitt, Bearbeitungszugabe, Grobbearbeitung und Lieferung nach Zeichnung können vereinbart werden.

EPExportverpackung

Holzkiste, Bündel, Wasserschutz und internationale Versandpapiere.

RFSchnelle technische Antwort

Bitte geben Sie Güteklasse, Größe, Norm, Menge und Bestimmungsort an, damit wir Ihnen ein konkretes Angebot unterbreiten können.

Häufig gestellte Fragen

42 Fragen von Käufern zu Invar

Hier finden Sie praktische Antworten zu den Themen Beschaffung, Normen, Fertigung und industrielle Anwendungen.

Invar 42 wird hauptsächlich für Glas-Metall-Verbindungen, Leiterrahmen für integrierte Schaltkreise, Halbleitergehäuse, Durchführungsstifte, Relaisbauteile, Vakuumkomponenten, Lampenanschlussbaugruppen, Elektronikgehäuse und andere Bauteile verwendet, bei denen eine kontrollierte Wärmeausdehnung erforderlich ist.

Ja. Invar 42, Alloy 42 und NILO 42 sind gängige Handelsbezeichnungen für UNS K94100. Zu den verwandten Bezeichnungen gehören Werkstoff 1.3917, FeNi42 und die chinesische Güteklasse 4J42. Die genaue chemische Zusammensetzung und die Ausdehnungsgrenzen müssen dennoch anhand der Kaufspezifikation überprüft werden.

Invar 36 enthält etwa 36% Nickel und weist bei Raumtemperatur einen deutlich geringeren Ausdehnungskoeffizienten auf. Die Legierung 42 enthält etwa 41–42% Nickel und weist eine höhere, gleichmäßigere Ausdehnungsrate auf, die speziell auf bestimmte Gläser, Keramiken und Halbleitermaterialien abgestimmt ist. Die beiden Sorten sind in einer Präzisionsdichtung oder einer bauliche Ausdehnung kontrollierenden Baugruppe nicht austauschbar.

Alloy 42 ist im Wesentlichen eine Eisen-Nickel-Legierung, während Kovar zusätzlich etwa 17% Kobalt enthält. Kovar wird in der Regel so ausgewählt, dass es zu hartem Borosilikatglas und bestimmten Keramiken passt, während Alloy 42 üblicherweise mit ausgewählten Weichgläsern, Leadframes und Elektronikgehäusen auf Siliziumbasis verwendet wird. Die Materialauswahl muss sich auf die vollständige Ausdehnungskurve stützen und darf nicht allein auf dem CTE bei Raumtemperatur basieren.

ASTM F30 war früher die wichtigste Norm für Dichtungsprodukte aus der Legierung 42, wurde jedoch im Jahr 2024 ohne Ersatz zurückgezogen. ASTM B753 gilt weiterhin für Produkte, bei denen es sich um Thermostatkomponenten handelt. Bei vielen aktuellen Beschaffungen werden daher Herstellerspezifikationen, Kundenzeichnungen, Werkstoff 1.3917, FeNi42 oder die Anforderungen der Norm GB/T 15018 herangezogen.

Ja. Die Legierung 42 lässt sich mit geeigneten Verfahren wie Widerstands-, Laser-, Elektronenstrahl- und Schutzgasschweißen verbinden. Durch das Schweißen können sich die lokale Mikrostruktur, die Spannungsverhältnisse und das Ausdehnungsverhalten verändern. Daher sollten bei kritischen Dichtungsbaugruppen qualifizierte Verfahren zum Einsatz kommen, und unter Umständen ist eine abschließende Glühbehandlung oder eine Behandlung zur Gewährleistung der Maßhaltigkeit erforderlich.

Ja. Komponenten aus der Legierung 42 werden je nach elektronischer Baugruppe und Versiegelungsverfahren häufig mit Nickel, Kupfer, Silber oder Gold beschichtet. Die Glasversiegelung erfordert eine sorgfältig kontrollierte Oberflächenreinheit, einen genau definierten Oxidationszustand, eine Wärmebehandlung sowie einen thermischen Zyklus. Die Glaszusammensetzung und das Beschichtungssystem sollten in die technische Prüfung einbezogen werden.

Bitte geben Sie die UNS-Nummer K94100 oder die erforderliche regionale Bezeichnung, die Produktform, die Abmessungen, die Menge, den Härtezustand, die chemischen Grenzwerte, den Wärmeausdehnungsbereich, die Oberflächenbeschaffenheit, die Wärmebehandlung, die Zertifikatsanforderungen und den Bestimmungsort an. Bei Dichtungsteilen senden Sie bitte zusätzlich die Glas- oder Keramikgüte, die Zeichnung sowie die Anforderungen hinsichtlich Beschichtung, Reinheit und Dichtheitsprüfung mit.

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