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4J36膨胀合金Invar36殷钢性能

时间:2022/1/21阅读:2487
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4J36膨胀合金Invar36殷钢性能

Invar 36® UNS K93603  因瓦(INVAR)合金 Fe-Ni36(法国).Nr.1.3912、Ni36(德国)、X1NiCrMoCu、N 25-20-7(英国) Ni36Fe,Fe-Ni36,NiInvar,Unispan36,Ni1036
4J36, 殷钢,因瓦,膨胀合金,ASTM B753

 

Invar36®是含镍36%的铁镍合金。在204°C以下,它的热膨胀系数大约为碳钢的十分之一

 

应用
随温度变化,尺寸变化要求很小的环境,常常使用Invar36,例如电子部件,飞机控制,光学设备,激光设备等。

 

化学成分
碳  0.02%
硅  0.20%
锰  0.35%
镍  36.00%
铁  余量

 

物理性能
比重:8.05
密度:0.291lb/in3
平均比热:0.1230 Btu/lb/°F
平均热膨胀系数:
200°F  0.720 X 10-6 in/in/°F
300°F  1.17 X 10-6 in/in/°F
500°F  2.32 X 10-6 in/in/°F
700°F  4.22 X 10-6 in/in/°F

 

导热率:72.85 btu-in/hr/ft2/°F
弹性模量(E):
退火态,棒料&带材: 20.5 X 103 ksi
冷轧:  21.5 X 103 ksi
电阻(70°F):495.0 ohm-cir-mil/ft
电阻的温度系数(70-212°F):6.11 X 10-4ohm/ohm/°F
居里温度:535°F
熔距:2600°F

热膨胀曲线对比图 Invar36 VS 碳钢

 

磁性
DC磁通量曲线

 

磁通量 VS 温度特性
材料为退火态。H=5 oersteds

 

机械性能

 

热处理

 

优化尺寸稳定性的热处理
冷作加工的应力会导致尺寸稳定性轻微变化,这种变化与时间和温度相关。
为了优化尺寸稳定性,可将材料加热至815°C,保温30分钟/厚度in,水淬,然后重新加热至315°C,保温1个小时,最后空冷。

 

退火
加热至790°C,保温30分钟/厚度in,然后空冷。温度超过538°C时可以去除冷作应力。温度越高,退火态硬度则越低,如下表所示。
样件保温5分钟

 

因为不同语言之间差异等原因,Invar的命名众多,但是比较常用的名称分类如下:

1. 美、英:Invariable Alloy,另外还有Invar36,Invar35,Ni36Fe,Fe-Ni36,NiInvar,Unispan36,Ni1036等;

2. 日:不变钢;

3. 德:Vacodil36 ,另外还有Ni1036等

4. 汉:低膨胀合金,另外还有因瓦合金,殷钢,因钢,不胀钢,铟钢,因瓦, 4J36, 无膨胀合金等。

通行的比较规范的写法是 Invar和 因瓦

特性

1.热膨胀系数小,常温下平均膨胀系数1.6×10-6/℃,且在室温-80℃~230℃时比较稳定。

2.强度、硬度不高,抗拉强度在590Mpa左右,屈服强度在410Mpa左右,布氏硬度在141HBS左右。

3.导热系数低,为10W/m.K ,仅为45钢导热系数的1/4左右。

4.塑性、韧性、延伸率、断面收缩率以及冲击韧性都很高,延伸率 δ= 30~45%,收缩率δ=50~70%。冲击韧性αK=130-310 J/cm2。

Invar 不能热处理强化,其特性与奥氏体不锈钢类似,但比奥氏体不锈钢还要难加工。切削加工中主要表现为切削力大、切削温度高。在加工过程中,还具有软、粘特性和很大的塑性,不易断屑,加剧刀具的磨损,降低工件的加工精度,因而必须采用高性能刀具。

发展应用

Invar的发现引起了各国科学家的重视,使得Invar无论是从种类还是从性能和应用上都得到了大的提高。其发展历程:

1. 1927年日本增本量研制出Fe-Ni-Co 系 Superinvar ;

2. 1931年增本量又研制了Fe-Ni-Cr 系 不锈Invar;

3. 1937年德国A.Kussmann发现了Fe-Pt和Fe-Pd 冶金系 Invar;

4. 1964年,Invar开始按照工业标准批量生产,成为商用合金材料;

5. 20世纪70年代,美国Inco公司研制出Incoloy903合金,使低膨胀合金进入了高温应用领域;

6. 80年代末期,在Invar系列合金的基础上形成了现代低膨胀超合金系列。

作为低膨胀合金,都要求组织稳定性,FeNi36 型Invar在接近-273℃时也能保持稳定的奥氏体状态,因而获得广的应用,其应用领域的扩大同样经历了比较长的过程:

1. 早期主要用于制造精密仪器仪表、标准钟的摆杆、摆轮及钟表的游丝;

2. 在1920年代用Invar代替铂用作于玻璃封接的引丝,显著降低了成本;

3. 到了1950-1960年代,主要用于电子管、控温用的热双金属片、长度标尺、大地测量基线尺等;

4. 到了1980-1990年代,广泛用于微波技术、液化气容器、彩电的荫罩、架空电缆芯材、谐振腔、激光准直仪腔体、光刻机主基板等;

5. 进入21世纪之后,随着航天技术的飞速发展,其应用拓展到航天遥感器、精密激光设备、光学测量系统和波导管结构件、各种显微镜、天文望远镜中大型透镜的支撑系统以及需要安装透镜的各类科学仪器。

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