4J36精密合金

4J36合金又称因瓦(INVAR)合金，合金的居里点约为230℃，低于这一温度时合金是铁磁性的，具有很低的膨胀系数，高于这一温度时合金为无磁性的，膨胀系数增大。该合金主要用于制造在气温变化范围内尺寸近似恒定的元件，广泛用于无线电工业、精密仪器、仪表及其他工业。

所属分类：

精密合金系列

关键词：

高温合金 | 英科乃尔 | 哈氏合金 | 英科洛伊 | 精密合金系列

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产品参数

4J36
材料牌号：4J36精密合金
俄罗斯牌号：32H/32H-BИ
美国牌号：Invar/Nilvar/Unipsan 36
英国牌号：Nilo36/36Ni
德国牌号：Vacodil36/Nilos36
一、4J36精密合金概述：
4J36合金又称因瓦(INVAR)合金，合金的居里点约为230℃，低于这一温度时合金是铁磁性的，具有很低的膨胀系数，高于这一温度时合金为无磁性的，膨胀系数增大。该合金主要用于制造在气温变化范围内尺寸近似恒定的元件，广泛用于无线电工业、精密仪器、仪表及其他工业。
1、4J36材料牌号：4J36。
2、4J36相近牌号：见表1-1。
表1-1^[1,2]

俄罗斯	美国	英国	日本	法国	德国
32H 32H-BИ -	Invar Nilvar Unipsan 36	Invar Nilo36 36Ni	不变钢 Cactus LE -	Invar Standard Fe-Ni36 -	Vacodil36 Nilos36 -

3、4J36材料的技术标准：
4、4J36化学成分：见表1-2。
表1-2 %

C≤	Si≤	Mn≤	P≤	S≤	Cr≥	Ni≥	Mo≥	Cu≤
0.05	0.30	0.20-0.60	0.020	0.020	-	35.0-37.0	-	-
其他	Al≤	Ti≤	Fe≤	Co≤	V≤	W≤	Nb≤	N≤
其他	-	-	余量	-	-	-	-	-

在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许镍含量偏离表1-2规定范围。
5、4J36热处理制度：标准规定的膨胀系数性能检验试样按下述方法加工和热处理：将半成品试样加热至840℃±10℃，保温1h,水淬，再将试样加工为成品试样，在315℃±10℃保温1h，随炉冷或空冷。
6、4J36品种规格与供应状态：品种有棒、管、板、丝和带。
7、4J36熔炼与铸造工艺：用非真空感应炉、真空感应炉和电弧炉熔炼。
8、4J36应用概况与特殊要求：该合金是典型低膨胀合金。经航空工厂长期使用，性能稳定；使用中应严格控制热处理工艺及加工工艺，以保证材料的稳定性。
二、4J36物理及化学性能：
1、4J36热性能：
(1)、4J36溶化温度范围： 1430～1450℃^[1,2]。
(2)、4J36热导率： λ=11W/(m•℃)^[1,2]。
(3)、4J36比热容： c(20～100℃)=515J/(kg•℃)。
(4)、4J36线膨胀系数：标准规定α1(20～100℃)≤1.5×10^-6℃^-1。
合金试样在保护气氛或真空中加热到880℃±20℃，保温1h，以不大于300℃/h冷却，其平均线膨胀系数见表2-1。合金的膨胀曲线见图 2-1。
表2-1^[1]

温度范围/℃	/10^-6℃^-1	温度范围/℃	/10^-6℃^-1
20～60	1.8	20～250	3.6
20～40	1.8	20～300	5.2
20～20	1.6	20～350	6.5
20～0	1.6	20～400	7.8
20～50	1.1	20～450	8.9
20～100	1.4	20～500	9.7
20～150	1.9	20～550	10.4
20～200	2.5	20～600	11.0

2、4J36密度： ρ=8.10g/cm^3[1]。
3、4J36电性能：
(1)、4J36电阻率： ρ=0.78μΩ·m^[1,2]。
(2)、4J36电阻温度系数：见表2-2。
表2-2^[1,2]

温度范围/℃	20～50	20～100	20～200	20～300	20～400	20～500
αR/10³℃^-1	1.8	1.7	1.4	1.2	1.0	0.9

4、 4J36磁性能：
(1)、4J36居里点：Tc=230℃^[1,2]。
(2)、J36合金（带材）的磁性能：见表2-3。
表2-3^[1,2]

H/(A/m)	B/T	H/(A/m)	B/T
8	1.8×10^-2	160	0.74
16	4.2×10^-2	400	0.97
24	8×10^-2	800	1.12
40	0.2	2000	1.27
80	0.5	4000	1.32

在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.6T，矫顽力Hc=48A/m^[1,2]。
(3)、4J36合金磁导率与温度的关系（磁场强度400A/m）：见表2-4。
表2-4^[1,2]

θ/℃	-17.8	10.0	37.8	66	93	116
μ/(mH/m)	2.25	2.14	2.04	1.93	1.81	1.70

5、4J36化学性能：合金在大气、淡水、和海水中有一定的耐腐蚀性。
三、4J36力学性能：
1、4J36技术标准规定的性能：
2、4J36室温及各种温度下的力学性能：
(1)、4J36硬度：合金在退火状态的硬度HV=140^[1,2]。
(2)、4J36拉伸性能：合金（退火状态）在常温下的拉伸性能见表3-1。在不同冷应变下的拉伸性能见表3-2。
表3-1^[1]

σb/MPa	σP0.2/MPa	δ/%
450	274	35

表3-2

ε/%	σb/MPa	σP0.2/MPa	δ/%
15 25 30	641 689 731	448 617 655	14 9 8

3、4J36持久和蠕变性能：
4、4J36疲劳性能：
5、4J36弹性性能：
6、4J36弹性模量：合金（退火状态）的弹性模量E=144GPa。
四、4J36组织结构：
1、4J36相变温度：
2、4J36时间-温度-组织转变曲线：
3、4J36合金组织结构：合金为单相奥氏体组织。
4、4J36晶粒度：冷应变率ε=60%～70%、厚度d=1mm的带材，在表4-1所示温度下退火1h，空冷后，按YB 027-1992标准进行晶粒度评级，结果见表4-1。
表4-1^[1,2]

退火温度/℃	700	750	800	900	1000	1050	1100	1200
晶粒度级别	开始再结晶	>10	>10	9.0	6.5	4.0	3.0	2.0

五、4J36工艺性能与要求：
1、4J36成形性能：合金很容易冷、热加工。热加工时应避免在含硫的气氛中加热。
2、4J36焊接性能：合金可采用氧乙炔焊、电弧焊、点焊和氢原子焊等方法焊接。由于膨胀系数与合金的化学成分有关，应尽量避免因焊接造成合金成分的改变，因此最好使用氩弧焊，焊接的填充金属最好含有0.5%～1.5%的钛，以减少焊接的气孔和裂缝。
3、4J36零件热处理工艺：该合金热处理可分为：消除应力退火、中间退火及稳定化处理。
(1)消除应力退火：为消除零件在机械加工后的残存应力，要进行消除应力退火：530～550℃，保温1～2h,炉冷。
(2)中间退火：为消除合金在冷轧，冷拔、冷冲压过程引起的加工硬化现象，以利于继续加工。工件加热到830～880℃，保温30min，炉冷或空冷。
(3)稳定化处理：为获得具有较低的膨胀系数又能使其性能稳定的处理。一般采用三段处理。
a)均匀化：在加热中，合金中的杂质充分固溶和合金化元素趋于均匀。工件在保护气氛中，加热到830℃，保温20min～1h，淬火。
b)回火：在回火过程中能够部分消除由淬火产生的应力。工件加热到315℃，保温1～4h，炉冷。
c)稳定化时效：使合金的尺寸稳定。工件加热到95℃，保温48h。对于冷加工或机械加工后的高精度零件，不宜采用高温处理时，可采用下述消除应力稳定化处理：工件加热到315～370℃，1～4h。
该合金不能用热处理硬化。
4、4J36表面处理工艺：表面处理可采用喷砂、抛光或酸洗。合金可用25%盐酸溶液在70℃下酸洗，清除氧化皮。