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1.膨胀系数小
因瓦合金也叫不胀钢,其平均膨胀系数一般为1.5×10-6℃,含镍在36%是达到0.877×10-6℃,且在室温-80℃~100℃时均不发生变化。
2.强度、硬度不高
因瓦合金含碳量小于0.05%,硬度和强度不高,抗拉强度在517Mpa左右,屈服强度在276Mpa左右,维氏硬度在160左右,一般可以通过冷变形来提高强度,在强度提高的同时仍具有良好的塑性。
3.导热系数低
因瓦合金的导热系数为0.026~0.032cal/cm·sec·℃ , 仅为45钢导热系数的1/3-1/4。
4.塑性、韧性高
因瓦合金的延伸率和断面收缩率以及冲击韧性都很高,延伸率 δ= 25-35%,冲击韧性αK=18-33公斤 米/厘米2。
5.其它性能
在因瓦合金问世的一百多年以来,取其低膨胀系数低这一特征的应用领域迅速扩大,用因瓦合金制造的精密仪器仪表、标准钟的摆杆、摆轮及钟表的游丝成为早期最重要的产品,在上世纪20年代用因瓦合金代替铂用作于玻璃封接的引丝,大大的降低了成本;到了五、六十年代,因瓦合金的用途继续扩大,主要用于无线电电子管、恒温器中作控温用的热双金属片、长度标尺、大地测量基线尺等;到了八九十年代,广泛用于微波技术、液态气体储容器、彩电的阴罩钢带、架空输电线芯材、湝振腔、激光准直仪腔体、三步重复光刻相机基板等。进入21世纪之后,随着航天技术的飞速发展,新的应用还包括用在航天遥感器、精密激光、光学测量系统和波导管中作结构件、显微镜、天文望远镜中巨大透镜的支撑系统和需要安装透镜的各种各样科学仪器中。
总之,随着因瓦合金不断应用于人造卫星、激光、环形激光陀螺仪和其他先进的高科技产品,有力地表明这些古老的材料正在帮助现代科学向更高水平迈进。
合金 |
α /(10-6 ℃-1) |
TC或TN /℃ |
备注 |
Fe-36Ni |
≤1.8 |
232 |
因瓦合金 |
Fe-32Ni-4Co |
≤1.0 |
230 |
超因瓦合金 |
Fe-52Co-11Cr |
≤1.0 |
117 |
不锈因瓦合金 |
Fe-36Ni-0.2Se |
≤1.5 |
- |
易切削低膨胀合金 |
Fe-33Ni-7.5Co |
≤2.0 |
- |
高温低膨胀合金(20~300℃) |
Fe-25Pt |
-30 |
80 |
铁-铂合金 |
Fe-35Pd |
0.0 |
340 |
铁-钯合金 |
Fe-(28~32)Ni-(5.5~10)Pd |
0.5 |
300 |
铁-镍-钯合金(20~200℃) |
Pd-35.5Mn |
1.5 |
- |
锰-钯合金 |
Fe-94Cr-0.5Mn |
约0.0 |
约50 (TN) |
无磁因瓦合金 |
是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金。此合金在和氟气介质中具有优异的耐蚀性,对热浓碱液也有优良的耐蚀性。同时还耐中性溶液、水、海水、大气、有机化合物等的腐蚀。该合金的一个重要特征是一般不产...
以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能好等优点,是较为理想的航天工程结构材料。研究范围: 钛合金可分为结构钛合金和耐热钛合金,或α型钛...
采用三态组织的TC25钛合金锻环的主要性能可达到Rm:1080MPa,A5:17%,Z:43%,R-C方向KIC:88.3MPa·m1/2,550℃Rm:720MPa,550℃/100h热暴露后δ:1...
由于因瓦合金含镍较高,提高了钢的淬透性和可淬性,提高了钢的耐气性,耐蚀性和耐磨性。 通过因瓦合金的化学成分、金相组织及机械、物理性能分析可知,因瓦合金的切削加工性与奥氏体不锈钢类似,但比奥氏体不锈钢还要难加工,故因瓦合金在加工中主要具有切削力大、切削温度高、刀具磨损快等特点,因而因瓦合金在加工过程中,出现软、粘和很大的塑性,切屑不易折断,增加了切屑和前到面的摩擦,加剧了刀具的磨损,这样不仅降低了刀具的耐用度,而且降低了工件的加工精度,因而在加工因瓦合金加工时,必须采用高性能的硬质合金涂层刀具和新的加工方法,才能使切削加工顺利进行,只要方法得当,就可使难加工的因瓦合金变得很容易加工。
低膨胀合金大都应用于在一定的环境温度要求尺寸近似恒定的元器件中。主要有:(1)精密仪器仪表,光学仪器中的元件,如精密天平的臂,标准件的摆杆,摆轮,钟表的外补偿等;(2)长度标尺。大地测量基线尺;(3)各种谐振腔,微波通讯的波导管,标准频率发生器等;(4)标准电容器的叶片和支承杆等;(5)液态天然气,液态氢,液态氧等的储蓄罐和运输管道;(6)热双金属片的被动层;(7)高分辨率阴极射线管(显象管)中的阴罩;(8)宇航工业复合材料零件的模子;(9)用于人造卫星,激光,环形激光陀螺仪及其他先进的高科技产品 。
《铁镍、铁镍钴低膨胀合金》标准编制说明
YB/T5241-200 × 《铁镍、铁镍钴低膨胀合金》标准编制说明 一、 工作简况 1、任务来源 铁镍、铁镍钴低膨胀合金系 1981年由冶金部标准纳入国家标准, 1987 年进行了 修 订, 1993 年调整为冶金 推荐标准 ,本标 准所代 替标准的 历次版 本发布 情况为: YB133- 1969;GBn111- 1981 GBn132- 1981 GBn110- 1981;GBn110- 1987;YB/ T5241 - 1993。 各生产厂家按原标准经过了多年的生产实践,生产工艺、技术装备已发生了较 大的变化,现市场的要求在不断的提高,原标准已满足不了用户的要求,因此根据 原国贸厅行业( 2003 ) 22号文《关于下达 2003年行业标准项目计划的通知》对 YB/ T5241- 1993《铁镍、铁镍钴低膨胀合金》进行修订。 2、编制和协作单位 该标准的修订工作由陕西精密合金股份公
司太立合金性能
司太立合金介绍 司太立( Stellite)是一种能耐各种类型磨损和腐蚀以及高温氧化的硬质合金。即通常所说的钴基合金,司太立合金由美国人 Elwood Hayness 于 1907 年发明。司太立合金是以钴作 为主要成分,含有相当数量的镍、铬、钨和少量的钼、铌、钽、钛、镧等合金元素,偶而也还含有铁的一类合金。根据合金中成分不同,它们可以制成焊丝,粉末用于硬面堆焊, 热喷涂、喷焊等工艺,也可以制成铸锻件和粉末冶金件。 1. 铸棒 连铸生产线,直径为 2.5-8.0mm 的钴基、镍基系列合金,成分均匀,无偏析,杂质含量少,表面光洁,直径公差小,长度可自由选择,适合于氧乙缺焊和钨极氩弧焊工艺。 铸棒 硬 度 化学成分(重量 %) 典型用途 C Cr Si W Fe Mo Ni Co Mn Stellite 1 53 2.50 29.50 1.20 12.50 3.00 1.00 3.00 Ba
1896年法国物理学家C.E.Guialme发现了一种奇妙的合金,这种合金在磁性温度即居里点附近热膨胀系数显著减少,出现所谓反常热膨胀现象(负反常),从而可以在室温附近很宽的温度范围内,获得很小的甚至接近零的膨胀系数,这种合金,称为低膨胀合金。这种合金的组成是64%的Fe和36%的Ni,呈面心里方结构,其牌号为4J36,它的中文名字叫殷钢,英文名字叫因瓦合金(invar),意思是体积不变又名不膨胀钢。
因瓦(INVAR)合金,属于铁基高镍合金,镍含量高达36%,在100℃以下具有极低的线膨胀系数,也叫不胀钢。INVAR商标最早由法国殷菲合金公司持有。Invar为Invariability的缩写,意思是体积不变。
各国标准
中国 |
YB/T 5241-2005 |
4J36 |
法国 |
AFNOR NF A54-301 |
Fe-Ni36 |
德国 |
DIN 17745:2002 |
Ni36,1.3912 |
美国 |
ASTM F1684-2005 |
UNS K93603 |
ASTM B753-2013 |
T-36 |
成分规范
牌号 |
4J36 |
1.3912 |
K93603 |
T-36 |
C |
≤0.05 |
≤0.05 |
≤0.05 |
≤0.15 |
Si |
≤0.30 |
≤0.30 |
≤0.40 |
≤0.40 |
Mn |
0.20~0.60 |
≤0.50 |
≤0.60 |
≤0.60 |
P |
— |
≤0.015b |
≤0.025 |
|
S |
≤0.020 |
— |
≤0.015b |
≤0.025 |
Cr |
— |
— |
≤0.25 |
≤0.25 |
Ni |
35.0~37.0 |
35.0~37.0 |
36.0 |
36.0 |
Co |
— |
— |
≤0.50 |
≤0.50 |
Zr |
— |
— |
≤0.10a |
— |
Ti |
— |
— |
≤0.10a |
— |
Al |
— |
— |
≤0.10a |
— |
Mg |
— |
— |
≤0.10a |
— |
Fe |
余量 |
余量 |
余量 |
余量 |
注:a.Al+Mg+Zr+Ti≤0.025%;b.P+S≤0.025%.
商业牌号
法国 |
Aperam Alloys Imphy (Imphy Alloys) |
Invar® |
美国 |
CARPENTER |
Invar 36® Alloy |
ATI |
ATI 36™ |
|
Special Metals |
NILO alloy 36 |
|
德国 |
VDM Metals |
Pernifer® 36 |
VAC |
VACODIL 36 |
|
日本 |
NIPPON YAKIN |
NAS 36 |
意大利 |
Valbruna AG |
SG5 |
物理性能
密度 g/cm3 |
导热系数 W·(m·K)-1 |
弹性模量 MPa |
硬度 HV |
8.12 |
0.109~0.134 |
134000 |
140 |
抗拉强度 MPa |
伸长率 % |
杯突值 mm |
导磁率 mH·m-1 |
500 |
30 |
9.8 |
2.04 |
线膨胀系数(YB/T 5241-2005)
固体物质的温度每改变1摄氏度时,其长度的变化和它在0℃时长度之比,叫做“线膨胀系数”。
▽4J36典型线膨胀系数
温度 |
平均线膨胀系数ā,10-6/℃ |
20℃~50℃ |
0.6 |
20℃~100℃ |
0.8 |
20℃~200℃ |
2.0 |
20℃~300℃ |
5.1 |
20℃~400℃ |
8.0 |
20℃~500℃ |
10.0 |
材料特点
绝大多数的金属和合金都是在受热时体积膨胀,冷却时体积收缩,但因瓦合金由于它的铁磁性,在一定的温度范围内,具有因瓦效应的反常热膨胀,其膨胀系数极低,有时甚至为零或负值。其特点归纳如下:
❶膨胀系数小
因瓦合金其平均膨胀系数一般为1.5×10-6/℃,在室温-80℃~+100℃时体积不发生变化。
❷强度、硬度不高
因瓦合金含碳量小于0.05%,硬度和强度不高,抗拉强度在517Mpa左右,屈服强度在276Mpa左右,维氏硬度在160左右,一般可以通过冷变形来提高强度,在强度提高的同时仍具有良好的塑性。
❸导热系数低
因瓦合金的导热系数为10W/m·K,仅为45钢导热系数的⅓~¼。
❹塑性、韧性高
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。
❺其它性能
由于因瓦合金含镍较高,提高了钢的淬透性和可淬性,提高了钢的耐气性,耐蚀性和耐磨性。
应用场合
4J36由于低膨胀的优点,是精密仪器不可或缺的结构材料,其广泛用于电子工业和精密仪表工业及其他对尺寸要求敏感的领域,例如:双金属材料、磁性材料、测量器具用夹具、天体望远镜构件、光学仪器、CFRP用金属模具、天线部件、FPD用屏蔽框架、高精密印刷用框架、半导体用检查夹具、半导体用加工夹具等。
近年来,通项公司对内稳定产品质量、全流程控制经营成本;对外大力开展技术营销,推介绿色环保新产品应用。从美国卡朋特进口的因瓦合金产品在严峻的市场形势中逆市走俏,产品结构优化驱动公司盈利能力提升。
名称:因瓦合金,殷瓦钢,恒范钢,不变钢,铁镍合金,低膨胀合金,不膨胀钢
Invar36, Alloy36, NILO36, Pernifer36, FeNi36
厂家:Carpenter Technology Corporation (Cartech)
代理:通项金属材料(上海)有限公司(TXCO)
规格:带材,线材,圆钢,锻件
标准
UNS K93600, K93601Werkstoff Nr. 1.3912ASTM B 388, ASTM B 753, DIN 1715 (Sheet and Strip) ASTM F-1684MIL-S-16598 and MIL-I-23011 CL 7Trademarks - NILO 36 and INVAR 36FeNi36
应用领域
电气传输领域:因瓦合金在支撑线材后,高强度和捻回值的优秀表现收到了相关学者的关注,在长距离下它能满足许多负荷要求,输电量也获得了大幅提升。卫星制造领域:在卫星的研制中,因瓦合金多被用来作为传输系统的材料,以及大型电子望远镜的基座定位装置。它被选为关键部位的材料,正是因为能够用在恶劣环境中保持稳定的使用性能,低故障率是这种尖端科技亟需的一种优势。激光装置:高级因瓦合金的热膨胀系数更低,科学家们由此将它制成激光器中的谐振器,可以有效维持光学谐振腔镜子的临界准线的稳定。电子封装材料:以因瓦合金为主制成的复合材料比传统材料有更高的导热性能,节能且低成本,还剩下了许多载重需求。