Invar 36 vs Kovar vs Super Invar : quel alliage pour votre pièce

Par Invar Machining editorial team· Mis à jour le 26 septembre 2026

Invar 36 contre Kovar se résume à une question : voulez-vous que la pièce se dilate aussi peu que possible, ou qu’elle se dilate au même rythme qu’un morceau de verre ? L’Invar 36 et le Super Invar font le premier, avec un CTE typique à température ambiante de 1,2 à 1,6 et 0,3 à 0,6 ppm/°C. Le Kovar fait le second, à 5,0 à 5,5 ppm/°C, réglé sur le verre borosilicaté et l’alumine. Ils sont regroupés parce que ce sont tous des alliages fer-nickel ou fer-nickel-cobalt à comportement thermique inhabituel, mais ils ne sont pas interchangeables. Choisir le bon commence par savoir quel travail vous voulez qu’il accomplisse.

Réponse courte

• Invar 36 pour la stabilité dimensionnelle près de la température ambiante : supports, bancs, outillage, bâtis de métrologie.
• Kovar pour s’accorder avec le verre et la céramique alumine dans les scellements électroniques et sous vide, pas pour minimiser la dilatation en soi.
• Super Invar quand l’Invar 36 bouge encore trop sur une plage de service étroite et que le surcoût et le délai supplémentaire sont justifiés.
• Alloy 42 là où une dilatation de type Kovar est nécessaire sans cobalt, surtout pour les grilles de connexion et les sections fines.

Comparatif complet

Toutes les valeurs sont des chiffres typiques de manuel proches de la température ambiante. Un certificat matière confirme la composition chimique, pas le CTE mesuré pour votre lot spécifique. La référence des normes Invar liste les désignations en détail.

Propriété	Invar 36	Super Invar	Kovar	Alloy 42
Composition nominale	36 % Ni, reste Fe	32 % Ni, 5 % Co, reste Fe	29 % Ni, 17 % Co, reste Fe	42 % Ni, reste Fe
CTE typique, ppm/°C	1,2 à 1,6	0,3 à 0,6	5,0 à 5,5	4,0 à 6,0
Plage où ce CTE tient	Environ 20 à 100 °C, augmente doucement au-delà	Environ 20 à 90 °C, augmente nettement au-delà	Environ 30 à 200 °C, adapté au verre borosilicaté	Plage similaire au Kovar
Densité, g/cm3	8,05	Environ 8,1	8,36	8,12
Température de Curie	Environ 230 °C	Sous celle de l’Invar 36, les données du fournisseur font foi	Environ 435 °C	Les données du fournisseur font foi
Usage typique	Supports optiques, bâtis de métrologie, outillage composite	Optique spatiale, structures laser	Scellements verre-métal, boîtiers hermétiques	Grilles de connexion, bimétaux, scellements fins
Note d’usinage	Collant, s’écrouit, ébauche puis détente puis finition	Comme l’Invar 36, moins de stock disponible	Comme l’Invar 36, recuit et nettoyé avant scellement	Souvent fin, le montage domine la planéité
Norme en vigueur	ASTM F1684, UNS K93600	Composition, aucune référence commune unique	ASTM F15, UNS K94610	ASTM F30, UNS K94100

La température de Curie compte car la faible dilatation est liée à l’état magnétique de l’alliage. À mesure que la pièce approche du point de Curie, le CTE grimpe vers celui d’un acier ordinaire, ce qui explique pourquoi l’Invar 36 garde sa valeur près de la température ambiante et la perd dans un procédé chaud.

Tableau de décision par application

Un point de départ typique. La plage de température de service et la tolérance décident de la réponse finale, et le devis de l’atelier fait foi.

Application	Premier choix	Pourquoi	À surveiller
Support ou banc optique, labo ou instrument	Invar 36	Dilatation la plus basse à coût raisonnable, stock le plus large	Se passer de la détente annule le choix du matériau
Télescope ou optique spatiale avec une plage bien définie	Super Invar	Réduit de moitié ou mieux la dilatation résiduelle de l’Invar 36	Plage étroite ; au-dessus d’environ 90 °C le gain s’estompe
Scellement verre-métal, traversée, boîtier hermétique	Kovar	Suit le verre borosilicaté et l’alumine dans la plage de scellement	Pas un alliage de stabilité, ne pas l’utiliser pour des supports
Outil de drapage composite, cyclé en autoclave	Invar 36	Tient sa forme à travers les cycles de cuisson, usinable en grande plaque	Délai des plaques épaisses, stabilisation après ébauche
Bâti de métrologie ou plateau semi-conducteur	Invar 36	Stable à 20-25 °C avec des tolérances serrées	Contrôle à 20 °C, finition en salle blanche
Grille de connexion, pièce fine estampée ou gravée	Alloy 42	Dilatation de type Kovar, sans cobalt, feuillard fin disponible	Planéité fixée par le montage, pas par l’outil de coupe
Structure cryogénique sous environ 100 K	Invar 36, vérifier les données	Le CTE baisse encore avec la température	Vérifier avec des données mesurées, pas des valeurs ambiantes

Les quatre alliages en détail

Invar 36 : où il convient et comment il s’usine

L’Invar 36 est le choix par défaut chaque fois qu’une pièce doit garder sa taille et sa forme quand la salle, l’autoclave ou l’orbite change de température. Supports optiques, outillage de drapage composite, bâtis de métrologie et bancs d’instruments s’appuient sur lui parce que rien d’autre dans cette famille ne s’approche autant de zéro mouvement par degré à un coût raisonnable. Il s’usine comme un matériau collant et écrouissant proche de l’inox austénitique, couvert dans paramètres d’usinage de l’Invar 36, et une pièce de précision qui en est faite passe par la séquence ébauche, détente, finition décrite dans détente pour les pièces usinées en Invar et sur la page usinage Invar 36.

Kovar : pourquoi ce n’est pas un alliage de stabilité

Le Kovar existe pour résoudre un problème différent : lier le métal au verre ou à la céramique sans que le joint se fissure quand la température change. Le verre et l’alumine ont leurs propres coefficients de dilatation, et une pièce métallique scellée à eux doit se dilater et se contracter à un rythme presque identique sur la plage de service, sinon l’écart contraint le scellement à chaque cycle. La composition du Kovar est réglée pour suivre le verre borosilicaté et la céramique alumine à 94-96 %, ce qui explique sa présence dans les boîtiers électroniques hermétiques, les traversées et les boîtiers de capteurs plutôt que dans les bancs optiques.

Les pièces destinées à un scellement verre ou céramique sont généralement recuites et soigneusement nettoyées avant le scellement, car les oxydes de surface et la contamination affectent le mouillage et la qualité du joint autant que les propriétés massiques de l’alliage. C’est une préoccupation de procédé différente de la séquence de détente utilisée pour l’Invar 36, et un atelier qui scelle du Kovar régulièrement a sa propre pratique de nettoyage et de recuit pour cela, couverte sur la page usinage Kovar.

Super Invar : dilatation plus basse, plage plus étroite

Le Super Invar échange une composition plus complexe, fer, nickel et cobalt au lieu de fer et nickel seuls, contre un coefficient de dilatation plus bas que celui atteint par l’Invar 36. Le compromis est que le Super Invar tient sa dilatation la plus basse sur une plage de température plus étroite, environ 20 à 90 °C, et son CTE augmente nettement au-delà. Il est aussi moins courant en stock que l’Invar 36, ce qui affecte le délai et le coût.

Le Super Invar justifie son coût sur l’optique spatiale et les structures laser de précision où la plage de température de service est bien caractérisée et se situe dans la bande de l’alliage. En dehors de cette bande, l’Invar 36 peut donner une performance similaire pour moins cher, donc vérifiez votre plage de température réelle avant de vous y engager. La page usinage Super Invar détaille cette décision.

Alloy 42 en bref

L’Alloy 42, environ 42 % de nickel selon l’ASTM F30, se situe dans une plage de dilatation similaire au Kovar sans le cobalt, et se retrouve dans les grilles de connexion, les scellements et les pièces bimétalliques où les propriétés d’accord au verre du Kovar ne sont pas le facteur décisif. Il est généralement fourni en feuillard ou en tôle fine plutôt qu’en barre épaisse, donc la plupart des pièces en Alloy 42 sont estampées, gravées ou découpées au fil avant tout fraisage, et en section fine, c’est le montage, pas le procédé de coupe, qui fixe la planéité atteignable.

Ce qui change sur la machine entre les alliages

Coupe

Les quatre alliages sont des matériaux fer-nickel à structure cubique à faces centrées qui coupent comme l’inox austénitique : collants, sujets à l’écrouissage sous une arête qui frotte et durs pour la tenue d’outil si l’avance est trop légère. Des vitesses de fraisage carbure typiques de 30 à 60 m/min, une coupe positive et une lubrification abondante s’appliquent à toute la famille. Le Kovar et le Super Invar, avec du cobalt dans le mélange, ont tendance à être un peu plus durs pour l’outil, donc les ateliers démarrent souvent en bas de la plage.

Traitement thermique

C’est la vraie différence. Une pièce de précision en Invar 36 ou Super Invar est ébauchée, détendue, finie et, sur les pièces les plus serrées, stabilisée à basse température pendant un jour ou deux. Une pièce en Kovar destinée à un scellement est recuite et nettoyée à un état de surface que le procédé de scellement exige, et la détente qui compte pour un support est secondaire. L’Alloy 42 en section fine est généralement recuit en bande avant d’arriver à l’atelier.

Nettoyage et manutention

Tous sont ferromagnétiques à température ambiante, donc les fins copeaux collent à la pièce et au montage. Le Kovar destiné au scellement a besoin d’une surface sans oxyde et sans graisse, donc son nettoyage final est une étape de procédé. L’Invar 36 pour l’optique a besoin d’un contrôle des particules plus que d’une propreté chimique. Précisez ce dont vous avez besoin sur la RFQ.

Exemple chiffré : une entretoise hypothétique de 200 mm sur un écart de 10 °C

Prenons une entretoise hypothétique de 200 mm de long dans un instrument qui voit un écart de 10 °C entre l’étalonnage et l’usage, avec une tolérance de longueur de ±0,005 mm. La dilatation est la longueur multipliée par le CTE multiplié par le changement de température. Les valeurs sont typiques et illustratives.

Alliage	CTE typique, ppm/°C	Dilatation sur 10 °C, mm	Tient ±0,005 mm ?
Super Invar	0,45	0,0009	Oui, avec marge
Invar 36	1,4	0,0028	Oui
Alloy 42	5,0	0,010	Non
Kovar	5,2	0,010	Non
Inox 304	16,5	0,033	Non

L’Invar 36 tient la tolérance avec environ la moitié en réserve, ce qui suffit généralement une fois la pièce détendue et mesurée à 20 °C. Le Super Invar achète 0,002 mm de marge supplémentaire, et si cela justifie le délai plus long dépend du reste du budget : montage, incertitude de mesure et stabilité des pièces environnantes. Le Kovar et l’Alloy 42 sont hors jeu pour ce travail, ce qui est justement le point : ils sont candidats pour le hublot de scellement à l’autre bout de l’instrument, pas pour l’entretoise.

Différences de coût et de délai

Le coût matière suit à peu près la teneur en nickel et en cobalt et la disponibilité de la taille de stock. L’Invar 36 est le plus largement stocké des trois dans les tailles courantes de barre et de plaque. Le Kovar est un proche second grâce à son volume dans l’emballage électronique, et le Super Invar est le moins courant, souvent avec des délais plus longs au-delà des tailles standard. L’Alloy 42 est courant en feuillard et rare en barre. Aucune de ces différences n’est énorme sur une petite pièce, mais elles s’accumulent sur de plus grandes structures ou des programmes qui ont besoin d’une épaisseur hors standard, un point couvert dans pourquoi les pièces en Invar 36 coûtent cher.

Comment spécifier chacun sur le plan et la RFQ

Indiquez l’alliage et sa norme en vigueur plutôt que de vous fier au seul mot « Invar » : Invar 36 selon ASTM F1684 avec UNS K93600, Kovar selon ASTM F15 avec UNS K94610, Alloy 42 selon ASTM F30 avec UNS K94100 et Super Invar par composition nominale et plage de CTE souhaitée. Si vous n’êtes pas certain de l’alliage que votre tolérance exige, indiquez la fonction, la plage de température de service et si la pièce scelle sur du verre ou de la céramique, comme couvert dans ce qu’il faut inclure sur une RFQ Invar. Cela vous donne une recommandation utile plus vite que de deviner la norme vous-même. Envoyez votre plan via le formulaire RFQ, et nous vous mettons en relation avec des ateliers expérimentés dans l’alliage spécifique dont votre pièce a besoin.

Questions fréquentes

Vérifié par rapport à

• ASTM F1684, Standard Specification for Iron-Nickel and Iron-Nickel-Cobalt Alloys for Low Thermal Expansion Applications
• Wikipédia, Kovar
• Wikipédia, Invar

Les valeurs de ce guide sont des chiffres types issus de manuels techniques, à titre indicatif. Le certificat matière de votre lot et le devis de l'atelier pour votre géométrie font foi.

Poursuivre la lecture

• Vitesses, avances et durée de vie d'outil pour l'usinage de l'Invar 36 · Procédé
• Détente pour les pièces usinées en Invar : quand et comment les ateliers la réalisent · Procédé
• Usinage Invar : ce que les acheteurs doivent savoir avant d'envoyer un plan · Matériaux
• Comment trouver un atelier qui a vraiment usiné de l'Invar · Choisir un atelier

Tous les guides