Invar 36 vs Kovar vs Super Invar: Qual Liga para a Sua Peça

Autor Invar Machining editorial team· Atualizado em 26 de setembro de 2026

Invar 36 vs Kovar resume-se a uma pergunta: quer que a peça dilate o mínimo possível, ou que dilate ao mesmo ritmo que um pedaço de vidro? O Invar 36 e o Super Invar fazem o primeiro, com CTE típico à temperatura ambiente de 1,2 a 1,6 e 0,3 a 0,6 ppm/°C. O Kovar faz o segundo, a 5,0 a 5,5 ppm/°C, ajustado ao vidro borossilicato e à alumina. São agrupados porque todos são ligas de ferro-níquel ou ferro-níquel-cobalto com comportamento térmico fora do comum, mas não são intercambiáveis. Escolher a certa começa por saber que trabalho precisa de ser feito.

Resposta curta

• Invar 36 para estabilidade dimensional próximo da temperatura ambiente: bases, bancadas, ferramentaria, quadros de metrologia.
• Kovar para corresponder ao vidro e à cerâmica de alumina em vedações eletrónicas e de vácuo, não para minimizar a dilatação por si só.
• Super Invar quando o Invar 36 ainda dilata demasiado numa faixa de funcionamento estreita e o custo e o prazo extra se justificam.
• Alloy 42 onde é preciso uma dilatação ao estilo Kovar sem cobalto, principalmente lead frames e secções finas.

Comparação completa

Todos os valores são figuras típicas de manuais técnicos próximo da temperatura ambiente. Um certificado do fabricante confirma a composição química, não o CTE medido para o seu lote específico, uma distinção abordada em certificação de material do Invar. A referência de especificações de Invar lista as designações na íntegra.

Propriedade	Invar 36	Super Invar	Kovar	Alloy 42
Composição nominal	36 % Ni, restante Fe	32 % Ni, 5 % Co, restante Fe	29 % Ni, 17 % Co, restante Fe	42 % Ni, restante Fe
CTE típico, ppm/°C	1,2 a 1,6	0,3 a 0,6	5,0 a 5,5	4,0 a 6,0
Faixa onde esse CTE se mantém	Cerca de 20 a 100 °C, sobe suavemente acima disso	Cerca de 20 a 90 °C, sobe acentuadamente acima disso	Cerca de 30 a 200 °C, compatível com vidro borossilicato	Faixa semelhante ao Kovar
Densidade, g/cm3	8,05	Cerca de 8,1	8,36	8,12
Temperatura de Curie	Cerca de 230 °C	Abaixo do Invar 36, os dados do fabricante prevalecem	Cerca de 435 °C	Os dados do fabricante prevalecem
Uso típico	Bases óticas, quadros de metrologia, moldes para compósitos	Ótica espacial, estruturas laser	Vedações vidro-metal, invólucros herméticos	Lead frames, bimetais, vedações finas
Nota de maquinagem	Pastoso, encrua, desbastar depois aliviar tensões depois acabar	Como o Invar 36, menos stock disponível	Como o Invar 36, recozer e limpar antes da vedação	Muitas vezes fino, a fixação domina a planicidade
Norma aplicável	ASTM F1684, UNS K93600	Composição, sem indicação comum única	ASTM F15, UNS K94610	ASTM F30, UNS K94100

A temperatura de Curie importa porque a baixa dilatação está ligada ao estado magnético da liga. À medida que a peça se aproxima do ponto de Curie, o CTE sobe em direção ao de um aço comum, e é por isso que o Invar 36 mantém o seu valor próximo da temperatura ambiente e o perde num processo a quente. A curva completa é discutida em CTE do Invar 36 vs temperatura.

Tabela de decisão por aplicação

Um ponto de partida típico. A faixa de temperatura de funcionamento e a tolerância decidem a resposta final, e o orçamento da oficina prevalece.

Aplicação	Primeira escolha	Porquê	Cuidado a ter
Base ou bancada ótica, laboratório ou instrumento	Invar 36	Menor dilatação a custo razoável, stock mais amplo	Dispensar o alívio de tensões anula a escolha do material
Telescópio ou ótica espacial com faixa bem definida	Super Invar	Reduz para metade ou menos a dilatação residual do Invar 36	Faixa estreita; acima de cerca de 90 °C o ganho esvanece
Vedação vidro-metal, feedthrough, invólucro hermético	Kovar	Acompanha o vidro borossilicato e a alumina através da faixa de vedação	Não é uma liga de estabilidade, não usar para bases
Molde de laminação de compósitos, com ciclos em autoclave	Invar 36	Mantém a forma através dos ciclos de cura, maquinável em chapa grande	Prazo da chapa espessa, estabilização depois do desbaste
Estágio de semicondutores ou quadro de metrologia	Invar 36	Estável a 20 a 25 °C com tolerâncias apertadas	Inspeção a 20 °C, acabamento em sala limpa
Lead frame, peça fina estampada ou gravada	Alloy 42	Dilatação ao estilo Kovar, sem cobalto, fita fina disponível	Planicidade definida pela fixação, não pelo corte
Estrutura criogénica abaixo de cerca de 100 K	Invar 36, verificar dados	O CTE cai ainda mais com a temperatura	Confirmar com dados medidos, não valores à temperatura ambiente

As quatro ligas, uma a uma

Invar 36: onde se ajusta e como maquina

O Invar 36 é a escolha padrão sempre que uma peça tem de manter o seu tamanho e forma à medida que a sala, a autoclave ou a órbita mudam de temperatura. Bases óticas, ferramentaria de laminação de compósitos, quadros de metrologia e bancadas de instrumentos apoiam-se nele porque nada mais nesta família se aproxima tanto de zero movimento por grau a um custo razoável. Maquina-se como um material pastoso e encruante semelhante ao inoxidável austenítico, abordado em parâmetros de maquinagem do Invar 36, e uma peça de precisão feita a partir dele passa pela sequência de desbaste, alívio de tensões e acabamento descrita em alívio de tensões para peças maquinadas em Invar e na página maquinagem de Invar 36.

Kovar: porque não é uma liga de estabilidade

O Kovar existe para resolver um problema diferente: ligar metal a vidro ou cerâmica sem que a junta fissure com a mudança de temperatura. O vidro e a alumina têm os seus próprios coeficientes de dilatação, e uma peça metálica selada a eles precisa de dilatar e contrair quase ao mesmo ritmo ao longo da faixa de funcionamento, ou a incompatibilidade tensiona a vedação a cada ciclo. A composição do Kovar é ajustada para acompanhar o vidro borossilicato e a cerâmica de alumina a 94 a 96 %, o que explica porque aparece em invólucros eletrónicos herméticos, feedthroughs e alojamentos de sensores em vez de bancadas óticas.

Peças destinadas a uma vedação de vidro ou cerâmica são normalmente recozidas e cuidadosamente limpas antes da vedação, já que os óxidos de superfície e a contaminação afetam a humectação e a qualidade da ligação tanto quanto as propriedades globais da liga. Esta é uma preocupação de processo diferente da sequência de alívio de tensões usada no Invar 36, e uma oficina que sela Kovar regularmente terá a sua própria prática de limpeza e recozimento para isso, abordada em vedações vidro-metal em Kovar e na página maquinagem de Kovar.

Super Invar: dilatação mais baixa, faixa mais estreita

O Super Invar troca uma composição mais complexa, ferro, níquel e cobalto em vez de apenas ferro e níquel, por um coeficiente de dilatação mais baixo do que o alcançado pelo Invar 36. A contrapartida é que o Super Invar mantém a sua dilatação mais baixa numa faixa de temperatura mais estreita, aproximadamente 20 a 90 °C, e o seu CTE sobe acentuadamente acima disso. É também um stock menos comum do que o Invar 36, o que afeta o prazo e o custo, abordado do lado do abastecimento em escolher stock de Invar.

O Super Invar justifica o seu custo em ótica espacial e estruturas laser de precisão onde a faixa de temperatura de funcionamento está bem caracterizada e cabe dentro da faixa da liga, discutido em Invar para bancadas óticas e estruturas de telescópios. Fora dessa faixa, o Invar 36 pode ter um desempenho semelhante por menos dinheiro, por isso verifique a sua faixa de temperatura real antes de o especificar. A página maquinagem de Super Invar e quando o Invar 36 não é suficiente desenvolvem essa decisão.

Alloy 42 em resumo

O Alloy 42, com cerca de 42 % de níquel segundo a ASTM F30, situa-se numa faixa de dilatação semelhante ao Kovar sem o cobalto, e aparece em lead frames, vedações e peças bimetálicas onde as propriedades de compatibilidade com vidro do Kovar não são o fator decisivo. É normalmente fornecido como fita ou chapa fina em vez de barra pesada, por isso a maioria das peças em Alloy 42 são estampadas, gravadas ou cortadas a fio antes de qualquer fresagem, e em secções finas é a fixação, não o processo de corte, que define a planicidade alcançável. Veja maquinagem de Alloy 42 para lead frames.

O que muda na máquina entre as ligas

Corte

As quatro ligas são materiais de ferro-níquel de estrutura cúbica de faces centradas que cortam como o inoxidável austenítico: pastosas, propensas a encruar sob uma aresta que roça e exigentes para a vida da ferramenta se o avanço for demasiado leve. Velocidades típicas de fresagem com carboneto de 30 a 60 m/min, ângulo positivo e fluido de corte abundante aplicam-se a toda a família. O Kovar e o Super Invar, com cobalto na composição, tendem a ser um pouco mais duros para a ferramenta, por isso as oficinas costumam começar no extremo mais baixo da faixa.

Tratamento térmico

Esta é a verdadeira diferença. Uma peça de precisão em Invar 36 ou Super Invar é desbastada, tem as tensões aliviadas, é acabada e, nas peças mais apertadas, estabilizada a baixa temperatura durante um ou dois dias. Uma peça em Kovar destinada a uma vedação é recozida e limpa até um estado de superfície que o processo de vedação exige, e o alívio de tensões que importa numa base é secundário. O Alloy 42 em secção fina costuma ser recozido como fita antes de chegar à oficina.

Limpeza e manuseamento

Todas são ferromagnéticas à temperatura ambiente, por isso aparas finas aderem à peça e à fixação. O Kovar para vedação precisa de uma superfície livre de óxidos e de gordura, por isso a sua limpeza final é uma etapa de processo. O Invar 36 para ótica precisa mais de controlo de partículas do que de limpeza química. Diga de qual precisa no RFQ.

Exemplo prático: um espaçador hipotético de 200 mm numa variação de 10 °C

Considere um espaçador hipotético de 200 mm num instrumento sujeito a uma variação de 10 °C entre a calibração e a utilização, com uma tolerância de comprimento de ±0,005 mm. A dilatação é o comprimento vezes o CTE vezes a variação de temperatura. Os valores são típicos e ilustrativos.

Liga	CTE típico, ppm/°C	Dilatação em 10 °C, mm	Dentro de ±0,005 mm?
Super Invar	0,45	0,0009	Sim, com margem
Invar 36	1,4	0,0028	Sim
Alloy 42	5,0	0,010	Não
Kovar	5,2	0,010	Não
Inoxidável 304	16,5	0,033	Não

O Invar 36 mantém a tolerância com cerca de metade em reserva, o que costuma ser suficiente depois de a peça ter sido aliviada de tensões e medida a 20 °C. O Super Invar compra mais 0,002 mm de margem, e se isso vale o prazo mais longo depende do resto do orçamento: fixação, incerteza de medição e a estabilidade das peças em torno dela. O Kovar e o Alloy 42 estão fora para este trabalho, o que é o ponto: são candidatos para a vedação da janela no outro extremo do instrumento, não para o espaçador. A mesma aritmética numa bancada completa está desenvolvida em exemplo prático de bancada ótica em Invar.

Diferenças de custo e prazo

O custo do material acompanha aproximadamente o teor de níquel e cobalto e a disponibilidade do tamanho de stock. O Invar 36 é o mais amplamente disponível dos três em tamanhos comuns de barra e chapa. O Kovar é um segundo próximo, dado o seu volume em embalamento eletrónico, e o Super Invar é o menos comum, muitas vezes com prazos mais longos para além dos tamanhos padrão. O Alloy 42 é comum como fita e raro como barra. Nenhuma destas diferenças é enorme numa peça pequena, mas acumulam-se em estruturas maiores ou programas que precisam de espessuras não padrão, um ponto abordado em porque as peças em Invar 36 são caras.

Como especificar cada uma no desenho e no RFQ

Indique a liga e a sua norma aplicável em vez de confiar apenas na palavra “Invar”: Invar 36 segundo a ASTM F1684 com UNS K93600, Kovar segundo a ASTM F15 com UNS K94610, Alloy 42 segundo a ASTM F30 com UNS K94100 e Super Invar por composição nominal e a faixa de CTE de que precisa. Se não tiver certeza de qual liga a sua tolerância exige, indique a função, a faixa de temperatura de funcionamento e se a peça sela a vidro ou cerâmica, como abordado em o que incluir num RFQ de Invar. Isso dá-lhe uma recomendação útil mais rápido do que adivinhar a indicação sozinho. Envie o seu desenho através do formulário de RFQ, e colocamo-lo em contacto com oficinas experientes na liga específica que a sua peça precisa.

Perguntas frequentes

Verificado com base em

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

Os valores neste guia são valores típicos de manuais técnicos, apenas para referência. O certificado do fabricante para o seu lote de material e o orçamento da oficina para a sua geometria específica são a base oficial a seguir.

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