Инвар

В старину пытались получать стали с добавками благородных металлов. Так, в 1825 году в России были описаны опыты на Гороблагодатских казенных за­водах по сплавлению стали с платиной. Шесть фунтов стали расплавили в тигле с восемью золотниками очищенной плати­ны. Жидкую массу вылили в чугунную форму и быстро ох­ладили в холодной воде. "По разломе стального бруска сталь оказалась весьма однородной сы­пи и столь мелкой, что просты­ми глазами невозможно было усмотреть    ее сложения.    Бу­дучи выточена и закалена без отпуска, она резала стекло, как алмаз, рубила чугун и железо, не притуплялся".

Позже нашли более дешевые и широко распространенные ле­гирующие элементы, дающие луч­шие результаты. Например, в сплаве платинит нет платины (содержится 48 % никеля, 0,15 % углерода, остальное железо). Сплав имеет такой же коэффи­циент теплового расширения, как и у стекла, поэтому применя­ется для замены платиновых вводов в электролампах. Сплав ковар (29 % никеля, 18% кобаль­та) имеет коэффициент линей­ного расширения такой же, как у молибденового стекла, и пред­назначается для спайки с этими стеклами, давая прочное и со­вершенно газонепроницаемое со­единение.

В 1927 году в Берлине на выставке показывали неболь­шую кастрюльку с двумя руч­ками из разных металлов. В ней кипела вода и одна из ручек, сделанная из железа, была горя­чая, другая теплая. Ручка была сделана из так называемой де­ревянной стали, в состав кото­рой входили 35 % никеля, 1 % хрома и 64 % железа. Называ­лась она так потому, что по теплопроводности была подобна дереву. Она относится к пре­цизионным  сплавам, свойства которых достигаются только при совершенно точном составе. Ма­лейшее отступление от рецепта вызывает потерю этих свойств.

Автором одного из таких сплавов был швейцарский фи­зик и метролог, ставший затем директором Международного бюро мер и весов, профессор Гийом. В 1898 году он опреде­лил зависимость физических свойств стали от содержания в ней никеля. Оказалось, что сталь, содержащая более 25% никеля, при нагревании теряет магнитные свойства; сталь, со­держащая 36% никеля, отли­чается самым малым коэффици­ентом линейного расширения (в 10 раз меньше, чем у платины). Никелевый сплав, состоящий из 36% никеля и 64% железа, Гийом назвал инваром, что зна­чит неизменяемый. В пределах температур от -60°С до +100°С тепловое расширение инвара близко к нулю. Впервые сплав применили для изготовления эта­лона длины дуги земного мери­диана на архипелаге Шпицберген, определенной русско-шведской экспедицией в 1899 году. Не­смотря на значительное изме­нение температуры воздуха, при этих измерениях, длина линеек из инвара оставалась практичес­ки неизменной.

Замечательные свойства ин­вара позволили применять его в измерительной технике и при­боростроении, в частности в ва­куумной технике для спайки с различными сортами стекла. Из инвара изготовляют также вставки для разрезных алюми­ниевых поршней, чтобы умень­шить их тепловое расширение и устранить заедание в цилиндре во   время   работы   двигателя.