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4J36膨脹合金Invar36殷鋼性能

來(lái)源:江蘇九銘特鋼有限公司   2022年01月21日 15:41  

4J36膨脹合金Invar36殷鋼性能

Invar 36® UNS K93603  因瓦(INVAR)合金 Fe-Ni36(法國(guó)).Nr.1.3912、Ni36(德國(guó))、X1NiCrMoCu、N 25-20-7(英國(guó)) Ni36Fe,F(xiàn)e-Ni36,NiInvar,Unispan36,Ni1036
4J36, 殷鋼,因瓦,膨脹合金,ASTM B753

 

Invar36®是含鎳36%的鐵鎳合金。在204°C以下,它的熱膨脹系數(shù)大約為碳鋼的十分之一

 

應(yīng)用
隨溫度變化,尺寸變化要求很小的環(huán)境,常常使用Invar36,例如電子部件,飛機(jī)控制,光學(xué)設(shè)備,激光設(shè)備等。

 

化學(xué)成分
碳  0.02%
硅  0.20%
錳  0.35%
鎳  36.00%
鐵  余量

 

物理性能
比重:8.05
密度:0.291lb/in3
平均比熱:0.1230 Btu/lb/°F
平均熱膨脹系數(shù):
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

 

導(dǎo)熱率:72.85 btu-in/hr/ft2/°F
彈性模量(E):
退火態(tài),棒料&帶材: 20.5 X 103 ksi
冷軋:  21.5 X 103 ksi
電阻(70°F):495.0 ohm-cir-mil/ft
電阻的溫度系數(shù)(70-212°F):6.11 X 10-4ohm/ohm/°F
居里溫度:535°F
熔距:2600°F

熱膨脹曲線(xiàn)對(duì)比圖 Invar36 VS 碳鋼

 

磁性
DC磁通量曲線(xiàn)

 

磁通量 VS 溫度特性
材料為退火態(tài)。H=5 oersteds

 

機(jī)械性能

 

熱處理

 

優(yōu)化尺寸穩(wěn)定性的熱處理
冷作加工的應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致尺寸穩(wěn)定性輕微變化,這種變化與時(shí)間和溫度相關(guān)。
為了優(yōu)化尺寸穩(wěn)定性,可將材料加熱至815°C,保溫30分鐘/厚度in,水淬,然后重新加熱至315°C,保溫1個(gè)小時(shí),最后空冷。

 

退火
加熱至790°C,保溫30分鐘/厚度in,然后空冷。溫度超過(guò)538°C時(shí)可以去除冷作應(yīng)力。溫度越高,退火態(tài)硬度則越低,如下表所示。
樣件保溫5分鐘

 

因?yàn)椴煌Z(yǔ)言之間差異等原因,Invar的命名眾多,但是比較常用的名稱(chēng)分類(lèi)如下:

1. 美、英:Invariable Alloy,另外還有Invar36,Invar35,Ni36Fe,F(xiàn)e-Ni36,NiInvar,Unispan36,Ni1036等;

2. 日:不變鋼;

3. 德:Vacodil36 ,另外還有Ni1036等

4. 漢:低膨脹合金,另外還有因瓦合金,殷鋼,因鋼,不脹鋼,銦鋼,因瓦, 4J36, 無(wú)膨脹合金等。

通行的比較規(guī)范的寫(xiě)法是 Invar和 因瓦

特性

1.熱膨脹系數(shù)小,常溫下平均膨脹系數(shù)1.6×10-6/℃,且在室溫-80℃~230℃時(shí)比較穩(wěn)定。

2.強(qiáng)度、硬度不高,抗拉強(qiáng)度在590Mpa左右,屈服強(qiáng)度在410Mpa左右,布氏硬度在141HBS左右。

3.導(dǎo)熱系數(shù)低,為10W/m.K ,僅為45鋼導(dǎo)熱系數(shù)的1/4左右。

4.塑性、韌性、延伸率、斷面收縮率以及沖擊韌性都很高,延伸率 δ= 30~45%,收縮率δ=50~70%。沖擊韌性αK=130-310 J/cm2。

Invar 不能熱處理強(qiáng)化,其特性與奧氏體不銹鋼類(lèi)似,但比奧氏體不銹鋼還要難加工。切削加工中主要表現(xiàn)為切削力大、切削溫度高。在加工過(guò)程中,還具有軟、粘特性和很大的塑性,不易斷屑,加劇刀具的磨損,降低工件的加工精度,因而必須采用高性能刀具。

發(fā)展應(yīng)用

Invar的發(fā)現(xiàn)引起了各國(guó)科學(xué)家的重視,使得Invar無(wú)論是從種類(lèi)還是從性能和應(yīng)用上都得到了大的提高。其發(fā)展歷程:

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 不銹Invar;

3. 1937年德國(guó)A.Kussmann發(fā)現(xiàn)了Fe-Pt和Fe-Pd 冶金系 Invar;

4. 1964年,Invar開(kāi)始按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)批量生產(chǎn),成為商用合金材料;

5. 20世紀(jì)70年代,美國(guó)Inco公司研制出Incoloy903合金,使低膨脹合金進(jìn)入了高溫應(yīng)用領(lǐng)域;

6. 80年代末期,在Invar系列合金的基礎(chǔ)上形成了現(xiàn)代低膨脹超合金系列。

作為低膨脹合金,都要求組織穩(wěn)定性,F(xiàn)eNi36 型Invar在接近-273℃時(shí)也能保持穩(wěn)定的奧氏體狀態(tài),因而獲得廣的應(yīng)用,其應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大同樣經(jīng)歷了比較長(zhǎng)的過(guò)程:

1. 早期主要用于制造精密儀器儀表、標(biāo)準(zhǔn)鐘的擺桿、擺輪及鐘表的游絲;

2. 在1920年代用Invar代替鉑用作于玻璃封接的引絲,顯著降低了成本;

3. 到了1950-1960年代,主要用于電子管、控溫用的熱雙金屬片、長(zhǎng)度標(biāo)尺、大地測(cè)量基線(xiàn)尺等;

4. 到了1980-1990年代,廣泛用于微波技術(shù)、液化氣容器、彩電的蔭罩、架空電纜芯材、諧振腔、激光準(zhǔn)直儀腔體、光刻機(jī)主基板等;

5. 進(jìn)入21世紀(jì)之后,隨著航天技術(shù)的飛速發(fā)展,其應(yīng)用拓展到航天遙感器、精密激光設(shè)備、光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)和波導(dǎo)管結(jié)構(gòu)件、各種顯微鏡、天文望遠(yuǎn)鏡中大型透鏡的支撐系統(tǒng)以及需要安裝透鏡的各類(lèi)科學(xué)儀器。

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