Kovar är en precisionslegering med en given linjär termisk expansionskoefficient , vanligtvis bestående av 29% nickel (Ni) , 17% kobolt (Co) och 54% järn (Fe) med föroreningar av kisel , kol , mangan .
Den har en termisk expansionskoefficient nära värmeutvidgningskoefficienten för borosilikatglas som används för tillverkning av cylindrar för glödlampor , lysrör , vakuumanordningar , glas-till-metall-isolatorer och metallkeramiska mikrokretsar. fall.
Det kännetecknas av hög vidhäftning till smält glas, därför används det i stor utsträckning för tillverkning av elektriska ledningar som passerar genom glaset av vakuum, gasfyllda och förseglade enheter och olika lampor.
Legeringsnamnet "kovar" är ett registrerat varumärke som tillhör Carpenter Technology Corporation CRS Holdings [1] . I Sovjetunionen och Ryssland har den, beroende på tillverkningstekniken, beteckningarna "NK29" och "NK29-VI" [2] .
| Fast egendom | Efter sintring |
Efter varmpressning _ |
|---|---|---|
| Densitet , g/cm 3 | 8,0 | 8.35 |
| Smältpunkt , °C | 1450 | |
| Specifik värmekapacitet J/(kg•K) | 460 | |
| Värmeledningsförmåga , W/(K•m) | 17; (16,7; 17,3; 19) | |
Vickers hårdhet ( belastning 1 kgf ) |
160 | 150 |
| Draghållfasthet , MPa ( kgf ) |
650 (65) | |
| Förlängning vid brott, % |
trettio | |
| Poissons förhållande | 0,32-0,42; 0,317 [3] | |
| Youngs modul , GPa | 138-196 | |
| Elastisk gräns , MPa | 270 | |
| Elektrisk resistivitet , Ohm•mm 2 /m |
0,49 | |
Det är en mjuk, seg silvervit metall.
I en fuktig miljö är legeringen utsatt för korrosion och kräver skyddande rostskyddsbeläggningar. Vanligtvis för detta ändamål är instrumentterminaler gjorda av legering nickelpläterade .
Legeringen är väl förtennad med tennblylod . Vid lödning med glas bildar det en pålitlig vakuumtät bindning. Genom ett transparent färglöst glas kan man se att tråden som är gjord av legeringen har en kopparröd färg i fogen, så man tror ibland felaktigt att tråden är gjord av koppar .
Youngs modul och Poissons kvot beror på värmebehandlingen av legeringen och dess deformation, - efter glödgning eller i arbetshärdat tillstånd: Youngs modul från 138 MPa till 196 MPa , Poissons kvot från 0,317 till 0,42.
Temperaturkoefficienten för linjär expansion av legeringen (TCLE) är väl matchad med TCLE för vissa speciella glaskvaliteter. Till exempel har glassorterna S49-2, S51-1, S51-2 TLEC i temperaturområdet från 20 till 300 °C 5,2·10 −6 1/K [5] .
Vid en temperatur vid Curie-punkten sker en fasövergång i legeringen - upp till denna temperatur har TCLE ett värde på cirka 5,5·10 −6 1/K, och över Curie-punkten, cirka 9·10 −6 1 /K. Denna kink i beroendet av CLTE på temperaturen kallas vändpunkten . Värdet på brytpunktens temperatur normaliseras av standarderna för legeringen [4] . För legering NK29 bör brytpunkten vara 420 °C.
Den termiska expansionskoefficienten för legeringarna 29NK och 29NK-VI i form av ett glödgat band anges i tabellen.
| Temperatur, °C | -100 | -80 | -60 | -40 | -tjugo | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 |
| Temperaturkoefficient för linjär expansion av 29NK och 29NK-VI legeringar, ×10 −6 1/K |
7.6 | 7.5 | 7.4 | 7.4 | 7.1 | 6.3 | 5.9 | 5.2 | 5.0 | 6.4 | 7.7 | 9,0 | 9.8 |
I Sovjetunionen och Ryssland fastställs den kemiska sammansättningen av precisionslegeringar av GOST 10994-74 "Precisionslegeringar. Märken. Till exempel har en legering av klass 29NK följande sammansättning i viktprocent:
| Järn | Nickel | Kobolt | Kol | Kisel | Mangan | Fosfor | Svavel | Krom | Koppar | Aluminium | Titan |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| resten | 29 | 17 | inte mer än 0,03 |
inte mer än 0,3 |
inte mer än 0,4 % |
inte mer än 0,015 |
inte mer än 0,015 |
inte mer än 0,1 |
inte mer än 0,2 |
inte mer än 0,2 |
inte mer än 0,1 |
Andra kemiska grundämnen, förutom järn, nickel och kobolt, är oönskade i legeringens sammansättning, eftersom de försämrar dess egenskaper.
Legeringen smälts i ljusbågsugnar . Legeringskomponenter tillsätts i form av ferrolegeringar . I smältningsprocessen kontrolleras legeringens kemiska sammansättning noggrant, så denna legering klassas som en precisionslegering.
Efter smältning utsätts legeringsgöten för valsning , dragning för att erhålla tråd, stänger av olika sektioner, tejper, rör och andra profiler.
Innan de används för lödning med glas eller keramik glödgas legeringsarbetsstycken i en atmosfär av fuktigt väte vid en temperatur på 800–900 °C och sedan skapas en oxidfilm med den erforderliga tjockleken på ytan genom uppvärmning i luft under en specificerad varaktighet till en kontrollerad temperatur. Oxidfilmen består av oxider av kobolt och nickel med en lätt inblandning av järnoxid, eftersom den järnoxid som bildas vid oxidation reduceras av kobolt. Oxidfilmen förbättrar avsevärt vidhäftningen till smält glas [6] [3] .
Nu är huvudkonsumenten av legeringen (efter förskjutningen av vakuumanordningar av halvledarenheter ) produktionen av glödlampor och lysrörslampor , halvledarenheter i metall-glas och metall-keramiska höljen, förseglade elektriska kontakter med glasisolatorer, där en tråd eller tejp gjord av en legering används för tätade strömledningar som passerar genom glas eller keramik.
I mindre utsträckning används legeringen för tillverkning av mikrokretsledningar (inte ens nödvändigtvis mikrokretsar i metall-glas eller metall-keramiska höljen, även i plast). Denna användning av legeringen för mikrokretsstift i plasthöljen och andra applikationer beror på legeringens relativa billighet, tillgänglighet och god bearbetningsbarhet - legeringen är formbar även i kallt tillstånd, välvalsad , dragen , stämplad med djupdragning, svetsad , lödd med tennbly och hårdlod .
Några legeringar med normaliserad CLTE: