Invar 36 vs Kovar vs Super Invar: Welcher Werkstoff für Ihr Bauteil

Von Invar Machining editorial team· Aktualisiert 26. September 2026

Figure: growth of a 1 m bar over a 10 °C rise, from typical room temperature CTE values.

Invar 36 gegen Kovar läuft auf eine Frage hinaus: Wollen Sie, dass sich das Bauteil so wenig wie möglich ausdehnt, oder mit derselben Rate wie ein Stück Glas? Invar 36 und Super Invar tun das Erste, mit typischem CTE bei Raumtemperatur von 1,2 bis 1,6 und 0,3 bis 0,6 ppm/°C. Kovar tut das Zweite, bei 5,0 bis 5,5 ppm/°C, abgestimmt auf Borosilikatglas und Aluminiumoxid. Sie werden zusammen gruppiert, weil alle Eisen-Nickel- oder Eisen-Nickel-Kobalt-Legierungen mit ungewöhnlichem thermischem Verhalten sind, aber sie sind nicht austauschbar. Die richtige Wahl beginnt damit, zu wissen, welche Aufgabe Sie erfüllen müssen.

Kurze Antwort

Invar 36 für dimensionale Stabilität nahe Raumtemperatur: Halterungen, Bänke, Werkzeuge, Messtechnikrahmen.
Kovar zum Anpassen an Glas und Aluminiumoxidkeramik in elektronischen und Vakuumdichtungen, nicht um die Ausdehnung an sich zu minimieren.
Super Invar, wenn Invar 36 sich in einem engen Betriebsband immer noch zu viel bewegt und die zusätzlichen Kosten und die Lieferzeit gerechtfertigt sind.
Alloy 42, wo eine Kovar-ähnliche Ausdehnung ohne Kobalt gebraucht wird, meist Leadframes und dünne Abschnitte.

Vollständiger Vergleich

Alle Werte sind typische Handbuchangaben nahe Raumtemperatur. Ein Werkszertifikat bestätigt die Chemie, nicht die gemessene CTE für Ihre spezifische Schmelzcharge, ein Unterschied, der wichtig ist, wenn Sie um Materialzertifikate bitten. Die Invar-Normen-Referenz listet die Bezeichnungen vollständig.

Eigenschaft	Invar 36	Super Invar	Kovar	Alloy 42
Nominale Zusammensetzung	36 % Ni, Rest Fe	32 % Ni, 5 % Co, Rest Fe	29 % Ni, 17 % Co, Rest Fe	42 % Ni, Rest Fe
Typischer CTE, ppm/°C	1,2 bis 1,6	0,3 bis 0,6	5,0 bis 5,5	4,0 bis 6,0
Bereich, in dem dieser CTE gilt	Etwa 20 bis 100 °C, steigt darüber sanft	Etwa 20 bis 90 °C, steigt darüber stark	Etwa 30 bis 200 °C, an Borosilikatglas angepasst	Ähnlicher Bereich wie Kovar
Dichte, g/cm3	8,05	Etwa 8,1	8,36	8,12
Curie-Temperatur	Etwa 230 °C	Unter der von Invar 36, Werksdaten maßgeblich	Etwa 435 °C	Werksdaten maßgeblich
Typische Verwendung	Optikhalterungen, Messtechnikrahmen, Composite-Werkzeuge	Weltraumoptik, Laserstrukturen	Glas-Metall-Durchführungen, hermetische Gehäuse	Leadframes, Bimetalle, dünne Dichtungen
Bearbeitungshinweis	Zäh, kaltverformungsempfindlich, schruppen dann spannungsarmglühen dann schlichten	Wie Invar 36, weniger Lagerware verfügbar	Wie Invar 36, vor dem Verschweißen glühen und reinigen	Oft dünn, Aufspannung bestimmt die Ebenheit
Geltende Norm	ASTM F1684, UNS K93600	Zusammensetzung, keine einzelne gängige Bezeichnung	ASTM F15, UNS K94610	ASTM F30, UNS K94100

Die Curie-Temperatur ist wichtig, weil die geringe Ausdehnung an den magnetischen Zustand der Legierung gebunden ist. Nähert sich das Bauteil dem Curie-Punkt, steigt der CTE in Richtung eines gewöhnlichen Stahls, weshalb Invar 36 seinen Wert nahe Raumtemperatur hält und ihn in einem heißen Prozess verliert.

Entscheidungstabelle nach Anwendung

Ein typischer Ausgangspunkt. Der Betriebstemperaturbereich und die Toleranz entscheiden über die endgültige Antwort, und das Angebot der Werkstatt ist maßgeblich.

Anwendung	Erste Wahl	Warum	Worauf zu achten ist
Optikhalterung oder -bank, Labor oder Instrument	Invar 36	Niedrigste Ausdehnung bei vernünftigen Kosten, breiteste Lagerware	Ausgelassenes Spannungsarmglühen macht die Werkstoffwahl zunichte
Teleskop oder Weltraumoptik mit klar definiertem Band	Super Invar	Halbiert oder verbessert das Restwachstum von Invar 36	Band ist eng; oberhalb etwa 90 °C schwindet der Vorteil
Glas-Metall-Dichtung, Durchführung, hermetisches Gehäuse	Kovar	Folgt Borosilikatglas und Aluminiumoxid über den Dichtungsbereich	Keine Stabilitätslegierung, nicht für Halterungen verwenden
Composite-Legewerkzeug, autoklavzykliert	Invar 36	Hält die Form über Aushärtezyklen, bearbeitbar in großer Platte	Lieferzeit für dicke Platte, Stabilisierung nach dem Schruppen
Halbleiterstage oder Messtechnikrahmen	Invar 36	Stabil bei 20 bis 25 °C mit engen Toleranzen	Prüfung bei 20 °C, Reinraum-Schlichten
Leadframe, dünn gestanztes oder geätztes Teil	Alloy 42	Kovar-ähnliche Ausdehnung, kein Kobalt, dünnes Band verfügbar	Ebenheit wird durch Aufspannung bestimmt, nicht durch den Zerspaner
Kryogene Struktur unter etwa 100 K	Invar 36, Daten prüfen	CTE fällt mit sinkender Temperatur weiter	Mit gemessenen Daten prüfen, nicht mit Raumwerten

Die vier Werkstoffe im Einzelnen

Invar 36: wo es passt und wie es sich bearbeiten lässt

Invar 36 ist die Standardwahl, wenn ein Bauteil seine Größe und Form halten muss, während sich Raum, Autoklav oder Umlaufbahn in der Temperatur ändern. Optikhalterungen, Composite-Legewerkzeuge, Messtechnikrahmen und Instrumentenbänke setzen darauf, weil nichts sonst in dieser Familie bei vernünftigen Kosten so nahe an null Bewegung pro Grad kommt. Es bearbeitet sich wie ein zäher, kaltverformungsempfindlicher Werkstoff ähnlich austenitischem Edelstahl, und ein Präzisionsbauteil daraus durchläuft die in Spannungsarmglühen für bearbeitete Invar-Bauteile beschriebene Abfolge Schruppen, Spannungsarmglühen, Schlichten.

Kovar: warum es keine Stabilitätslegierung ist

Kovar löst ein anderes Problem: Metall mit Glas oder Keramik zu verbinden, ohne dass die Verbindung bei Temperaturänderung reißt. Glas und Aluminiumoxid haben ihre eigenen Ausdehnungskoeffizienten, und ein daran versiegeltes Metallteil muss sich über den Arbeitsbereich mit fast derselben Rate ausdehnen und zusammenziehen, sonst belastet die Fehlanpassung die Dichtung bei jedem Zyklus. Die Zusammensetzung von Kovar ist darauf abgestimmt, Borosilikatglas und 94 bis 96 % Aluminiumoxidkeramik zu folgen, weshalb es in hermetischen Elektronikgehäusen, Durchführungen und Sensorgehäusen vorkommt statt in optischen Bänken.

Teile, die für eine Glas- oder Keramikdichtung bestimmt sind, werden meist geglüht und sorgfältig gereinigt, bevor sie versiegelt werden, da Oberflächenoxide und Verschmutzung Benetzung und Bindungsqualität ebenso beeinflussen wie die Grundeigenschaften der Legierung. Das ist ein anderes Prozessthema als die für Invar 36 genutzte Spannungsarmglühabfolge, und eine Werkstatt, die regelmäßig Kovar versiegelt, hat dafür eine eigene Reinigungs- und Glühpraxis.

Super Invar: geringere Ausdehnung, engeres Band

Super Invar tauscht eine komplexere Zusammensetzung, Eisen, Nickel und Kobalt statt nur Eisen und Nickel, gegen einen niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten als Invar 36 ein. Der Kompromiss ist, dass Super Invar seine niedrigste Ausdehnung nur über ein engeres Temperaturband hält, etwa 20 bis 90 °C, und sein CTE darüber stark ansteigt. Es ist außerdem seltenere Lagerware als Invar 36, was Lieferzeit und Kosten beeinflusst.

Super Invar rechtfertigt seine Kosten bei Weltraumoptik und Präzisionslaserstrukturen, wo der Betriebstemperaturbereich gut charakterisiert ist und innerhalb des Bands der Legierung liegt. Außerhalb dieses Bands kann Invar 36 ähnlich gut für weniger Geld leisten, also prüfen Sie Ihren tatsächlichen Temperaturbereich, bevor Sie sich festlegen.

Alloy 42 in Kürze

Alloy 42, etwa 42 % Nickel nach ASTM F30, liegt in einem ähnlichen Ausdehnungsbereich wie Kovar, ohne das Kobalt, und kommt in Leadframes, Dichtungen und Bimetallteilen vor, wo die glasanpassenden Eigenschaften von Kovar nicht der entscheidende Faktor sind. Es wird meist als dünnes Band oder Blech geliefert statt als schwere Stange, sodass die meisten Alloy-42-Teile gestanzt, geätzt oder drahterodiert werden, bevor überhaupt gefräst wird, und in dünnen Abschnitten bestimmt die Aufspannung, nicht der Zerspanungsprozess, die erreichbare Ebenheit.

Was sich an der Maschine zwischen den Werkstoffen ändert

Zerspanung

Alle vier Legierungen sind kubisch-flächenzentrierte Eisen-Nickel-Werkstoffe, die sich wie austenitischer Edelstahl bearbeiten: zäh, kaltverformungsanfällig unter einer reibenden Schneide und hart auf die Werkzeugstandzeit, wenn der Vorschub zu leicht ist. Typische Hartmetall-Frässgeschwindigkeiten von 30 bis 60 m/min, positiver Spanwinkel und Flutkühlung gelten für die ganze Familie. Kovar und Super Invar, mit Kobalt in der Mischung, sind meist etwas härter für das Werkzeug, sodass Werkstätten oft am unteren Ende des Bands beginnen.

Wärmebehandlung

Das ist der eigentliche Unterschied. Ein Präzisionsbauteil aus Invar 36 oder Super Invar wird geschruppt, spannungsarmglüht, geschlichtet und bei den engsten Teilen bei niedriger Temperatur ein bis zwei Tage stabilisiert. Ein Kovar-Teil für eine Dichtung wird geglüht und auf einen von der Versiegelung benötigten Oberflächenzustand gereinigt, und das für eine Halterung wichtige Spannungsarmglühen ist zweitrangig. Alloy 42 in dünnem Abschnitt wird meist schon als Band geglüht, bevor es die Werkstatt erreicht.

Reinigung und Handhabung

Alle sind bei Raumtemperatur ferromagnetisch, sodass feine Späne am Bauteil und an der Vorrichtung haften. Kovar für Versiegelung braucht eine oxidfreie, fettfreie Oberfläche, sodass die abschließende Reinigung ein Prozessschritt ist. Invar 36 für Optik braucht mehr Partikelkontrolle als chemische Sauberkeit. Geben Sie in der RFQ an, was Sie brauchen.

Rechenbeispiel: ein hypothetischer 200 mm Abstandshalter über eine 10 °C Schwankung

Nehmen Sie einen hypothetischen 200 mm langen Abstandshalter in einem Instrument, das eine 10 °C Schwankung zwischen Kalibrierung und Einsatz erlebt, mit einer Längentoleranz von ±0,005 mm. Ausdehnung ist Länge mal CTE mal Temperaturänderung. Die Werte sind typisch und illustrativ.

Werkstoff	Typischer CTE, ppm/°C	Ausdehnung über 10 °C, mm	Innerhalb ±0,005 mm?
Super Invar	0,45	0,0009	Ja, mit Reserve
Invar 36	1,4	0,0028	Ja
Alloy 42	5,0	0,010	Nein
Kovar	5,2	0,010	Nein
Edelstahl 304	16,5	0,033	Nein

Invar 36 hält die Toleranz mit etwa der Hälfte in Reserve, was meist ausreicht, sobald das Bauteil spannungsarmglüht und bei 20 °C gemessen wurde. Super Invar kauft weitere 0,002 mm Reserve, und ob sich das gegenüber der längeren Lieferzeit lohnt, hängt vom Rest des Budgets ab: Aufspannung, Messunsicherheit und die Stabilität der umgebenden Teile. Kovar und Alloy 42 sind für diese Aufgabe raus, was der Punkt ist: Sie sind Kandidaten für die Fensterdichtung am anderen Ende des Instruments, nicht für den Abstandshalter.

Kosten- und Lieferzeitunterschiede

Der Werkstoffpreis folgt grob dem Nickel- und Kobaltgehalt und wie üblich die Lagergröße ist. Invar 36 ist von den drei das am breitesten in gängigen Stangen- und Plattengrößen vorrätige. Kovar liegt angesichts seines Volumens in der Elektronikverpackung dicht dahinter, und Super Invar ist am seltensten, oft mit längerer Lieferzeit für alles über Standardgrößen hinaus. Alloy 42 ist als Band üblich und als Stange selten. Keiner dieser Unterschiede ist an einem kleinen Teil enorm, aber sie summieren sich bei größeren Strukturen oder Programmen, die eine unübliche Dicke brauchen.

Wie man jeden auf Zeichnung und RFQ spezifiziert

Geben Sie den Werkstoff und seine geltende Norm an, statt sich allein auf das Wort “Invar” zu verlassen: Invar 36 nach ASTM F1684 mit UNS K93600, Kovar nach ASTM F15 mit UNS K94610, Alloy 42 nach ASTM F30 mit UNS K94100 und Super Invar nach nominaler Zusammensetzung und dem benötigten CTE-Band. Wenn Sie nicht sicher sind, welcher Werkstoff Ihre Toleranz braucht, geben Sie die Funktion, den Betriebstemperaturbereich und an, ob das Bauteil an Glas oder Keramik versiegelt, wie in was auf eine Invar-RFQ gehört behandelt. Das liefert Ihnen schneller eine nützliche Empfehlung, als selbst bei der Bezeichnung zu raten. Senden Sie Ihre Zeichnung über das RFQ-Formular, und wir vermitteln Sie mit Werkstätten, die mit dem konkreten Werkstoff Ihres Bauteils Erfahrung haben.

Häufig gestellte Fragen

Ist Kovar ein Werkstoff mit geringer Ausdehnung wie Invar?

Nicht im gleichen Sinn. Die Ausdehnung von Kovar ist so konstruiert, dass sie zu Borosilikatglas und Aluminiumoxidkeramik für Dichtungen passt, nicht um möglichst niedrig zu sein. Sein typischer CTE, etwa 5,0 bis 5,5 ppm pro Grad C, liegt um ein Vielfaches über dem von Invar 36 mit 1,2 bis 1,6.

Kann ich Invar 36 in einer Glasdurchführung durch Kovar ersetzen?

Meist nicht ohne die Dichtung neu zu konstruieren. Kovar wird speziell gewählt, weil seine Ausdehnung dem Glas oder der Keramik folgt, mit der es verbunden ist. Invar 36 dehnt sich im Verhältnis zu typischem Dichtungsglas zu wenig aus, was die Dichtung bei thermischem Zyklieren eher sprengen als schützen kann.

Wann lohnt sich Super Invar gegenüber Invar 36?

Wenn die Ausdehnung von Invar 36, so klein sie ist, das Bauteil immer noch mehr bewegt als Ihre Toleranz erlaubt, und Ihre Betriebstemperatur nahe am für Super Invar ausgelegten Band bleibt. Außerhalb dieses Bands verengt sich der Vorteil von Super Invar, also prüfen Sie Ihren tatsächlichen Temperaturbereich, bevor Sie es festlegen.

Bearbeiten sich die drei Werkstoffe unterschiedlich?

An der Maschine kaum. Alle sind zähe, kaltverformungsempfindliche Eisen-Nickel-Legierungen, die mit ähnlichen Geschwindigkeiten und Vorschüben, scharfem Hartmetall und Flutkühlung laufen. Die Unterschiede liegen in der Wärmebehandlungsabfolge, der Reinigung vor einer Glasdurchführung bei Kovar und den verfügbaren Lagergrößen bei Super Invar.

Geprüft anhand von

Die Werte in diesem Leitfaden sind typische Handbuchangaben zur Planung. Maßgeblich sind das Werkszertifikat für Ihre Schmelzcharge und das Angebot der Werkstatt für Ihre Geometrie.

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