IMPHY
ALLOYS S.A. 
[Wärmeausdehnungskoeffizient]
[Curie-Punkt] [Tieftemperatur]
 Temperaturverhalten
von FeNi Legierungen
Von technisch und
wirtschaftlicher
Bedeutung sind FeNi-Legierungen mit 36 bis 48% Ni-Gehalt, deren
Ausdehnungskoeffizient
wesentlich unter denen der Basismaterialien, siehe Bild 1,
liegt
(FeNi-Anomalie). Die geringe Wärmeausdehnung dieser
Legierungsgruppe
ist die Folge aus dem Zusammenwirken zweier
Einflußgrößen
nämlich
- der durch
Gitterschwingungen
bedingten thermischen Ausdehnung
- der
relativen
Volumsabnahme
beim Übergang vom ferromagnetischen in den paramagnetischen Zustand
Die bei tiefen
Temperaturen
spontan magnetisierten Elementarbereiche weiten das Gitter auf. Bei
Temperatur-Erhöhung
vermindert die zunehmende Bewegung der Gitteratome die magnetische
Kopplung.
Die spontane Magnetisierung nimmt ab und bedingt eine Kontraktion, die
der thermischen Ausdehnung überlagert ist. Mit weiterem
Temperaturanstieg
verschwindet die magnetische Kopplung am
Curie-Punkt völlig.
Damit steigt der Ausdehnungskoeffizient steil an, um sich dann dem
Verhalten
von unlegiertem Stahl anzugleichen, siehe Bild 2. (zitiert aus
Kap.2.8 Thermobimetalle,
Dipl.-Phys. Helmut Trostel Elektrische Kontakte und ihre Werkstoffe,
Springer Verlag 1984)
Bild
1. Wärmeausdehnungskoeffizient von einigen Metallen
in
Abhängigkeit
vom Schmelzpunkt
Bild 2.
Isothermen
des Wärmeausdehnungskoeffizienten der
FeNi-Legierungen
in Abhängigkeit
des Nickel-Gehaltes
LNG
Carrier
mit INVAR
Auskleidung
|
Tieftemperatur
Die FeNi
Legierungen sind
auch bei tiefen Temperaturen einsetzbar, da sich keine
Tieftemperatur-Versprödung
einstellt. Es zeigt sich, daß die Gefügestabilität bis
zu 4K erhalten bleibt. Diese Eigenschaft, zusammen mit dem extrem
kleinen
Ausdehnungskoeffizient von 1,5x10-6, von FeNi36 / INVAR M63 und M93
lassen
die Verwendung bei Tieftemperatur zu. Herausragende Anwendung sind
Behälter
(Auskleidungen) zum Transport von lüssigemStickstoff (Siedepunkt
-196°C).
Das austenitische Gefüge ist
bei
tiefen Temperaturen unverändert, die mechanischen Werte
von Festigkeit und Dehnung
praktisch
ebenfalls. |
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