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            4J36殷鋼 Invar36 鐵鎳合金成份性能分析
            發布者:江蘇九銘特鋼有限公司  發布時間:2022-11-10 09:51:26  訪問次數:397

            4J36殷鋼 Invar36 鐵鎳合金成份性能分析


            一、Invar 36(4J36)因瓦合金概述
            殷鋼,因瓦,膨脹合金,Invar36®是含鎳36%的鐵鎳合金。在204°C以下,它的熱膨脹系數大約為碳鋼的十分之一。

             Invar 36(4J36)因瓦合金合金又稱因瓦(INVAR)合金,合金的居里點約為230℃,低于這一溫度時合金是鐵磁性的,具有很低的膨脹系數,高于這一溫度時合金為無磁性的,膨脹系數增大。該合金主要用于制造在氣溫變化范圍內尺寸近似恒定的元件,廣泛用于無線電工業、精密儀器、儀表及其他工業。

             

            Invar 36(4J36)因瓦合金材料牌號 Invar 36(4J36)因瓦合金。4J36(中國)、Fe-Ni36(法國)、1.3912、Ni36(德國)、X1NiCrMoCu、N 25-20-7(英國)Invar 36、UNSK93600恒溫器合金、UNSK93601壓力容器板材(美國)


            Invar 36(4J36)因瓦合金相近牌號 見表1-1。

            表1-1[1,2]

            俄羅斯

            美國

            英國

            日本

            法國

            德國

            32H

            32H-BИ

            -

            Invar

            Nilvar

            Unipsan 36

            Invar

            Nilo36

            36Ni

            不變鋼

            Cactus LE

            -

            Invar Standard

            Fe-Ni36

            -

            Vacodil36

            Nilos36

            -


             Invar 36(4J36)因瓦合金材料的技術標準 YB/T 5241-1993《低膨脹合金4J32、Invar 36(4J36)因瓦合金、4J38和4J40技術條件》。


            Invar 36(4J36)因瓦合金化學成分 見表1-2。

            表1-2%

            C

            P

            S

            Si

            Mn

            Ni

            Fe

            0.05

            0.020

            0.020

            0.30

            0.2~0.6

            35.0~37.0

            余量

            在平均線膨脹系數達到標準規定條件下,允許鎳含量偏離表1-2規定范圍。


            Invar 36(4J36)因瓦合金熱處理制度 標準規定的膨脹系數性能檢驗試樣按下述方法加工和熱處理:將半成品試樣加熱至840℃±10℃,保溫1h,水淬,再將試樣加工為成品試樣,在315℃±10℃保溫1h,隨爐冷或空冷。


            Invar 36(4J36)因瓦合金品種規格與供應狀態 品種有棒、管、板、絲和帶。


             Invar 36(4J36)因瓦合金熔煉與鑄造工藝 用非真空感應爐、真空感應爐和電弧爐熔煉。


            Invar 36(4J36)因瓦合金應用概況與特殊要求 該合金是典型低膨脹合金。經航空工廠長期使用,性能穩定;使用中應嚴格控制熱處理工藝及加工工藝,以保證材料的穩定性。

             

             

            二、Invar 36(4J36)因瓦合金物理及化學性能 

               

            Invar 36(4J36)因瓦合金熱性能                                        


             Invar 36(4J36)因瓦合金溶化溫度范圍 1430~1450℃[1,2]。


             Invar 36(4J36)因瓦合金熱導率 λ=11W/(m?℃)[1,2]。


            Invar 36(4J36)因瓦合金比熱容 c(20~100℃)=515J/(kg?℃)。


            Invar 36(4J36)因瓦合金線膨脹系數 標準規定α1(20~100℃)≤1.5×10-6℃-1。


            合金試樣在保護氣氛或真空中加熱到880℃±20℃,保溫1h,以不大于300℃/h冷卻,其平均線膨脹系數見表2-1。合金的膨脹曲線見圖 2-1。

            表2-1[1]

            溫度范圍/℃

             

            溫度范圍/℃

            /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


            Invar 36(4J36)因瓦合金密度 ρ=8.10g/cm3[1]。


            Invar 36(4J36)因瓦合金電性能


            Invar 36(4J36)因瓦合金電阻率 ρ=0.78μΩ·m[1,2]。


            Invar 36(4J36)因瓦合金電阻溫度系數 見表2-2。 

            表2-2[1,2]

            溫度范圍/℃

            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


            Invar 36(4J36)因瓦合金磁性能


            Invar 36(4J36)因瓦合金居里點 Tc=230℃[1,2]。


            Invar 36(4J36)因瓦合金合金(帶材)的磁性能 見表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,剩余磁感應強度Br=0.6T,矯頑力Hc=48A/m[1,2]。


             Invar 36(4J36)因瓦合金合金磁導率與溫度的關系(磁場強度400A/m) 見表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


             Invar 36(4J36)因瓦合金化學性能 合金在大氣、淡水、和海水中有一定的耐腐蝕性。 

             

             

            三、Invar 36(4J36)因瓦合金力學性能

             

             Invar 36(4J36)因瓦合金技術標準規定的性能


            Invar 36(4J36)因瓦合金室溫及各種溫度下的力學性能 


             Invar 36(4J36)因瓦合金硬度 合金在退火狀態的硬度HV=140[1,2]。


             Invar 36(4J36)因瓦合金拉伸性能 合金(退火狀態)在常溫下的拉伸性能見表3-1。在不同冷應變下的拉伸性能見表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


            Invar 36(4J36)因瓦合金持久和蠕變性能


             Invar 36(4J36)因瓦合金疲勞性能 


            Invar 36(4J36)因瓦合金彈性性能 


            Invar 36(4J36)因瓦合金彈性模量 合金(退火狀態)的彈性模量E=144GPa。

             

             

            四、Invar 36(4J36)因瓦合金組織結構

             

            Invar 36(4J36)因瓦合金相變溫度           


            Invar 36(4J36)因瓦合金時間-溫度-組織轉變曲線 


            Invar 36(4J36)因瓦合金合金組織結構 合金為單相奧氏體組織。


            Invar 36(4J36)因瓦合金晶粒度 冷應變率ε=60%~70%、厚度d=1mm的帶材,在表4-1所示溫度下退火1h,空冷后,按YB 027-1992標準進行晶粒度評級,結果見表4-1。

            表4-1[1,2]

            退火溫度/℃

            700

            750

            800

            900

            1000

            1050

            1100

            1200

            晶粒度級別

            開始再結晶

            >10

            >10

            9.0

            6.5

            4.0

            3.0

            2.0

             

             

            五、Invar 36(4J36)因瓦合金工藝性能與要求

             

             Invar 36(4J36)因瓦合金成形性能 合金很容易冷、熱加工。熱加工時應避免在含硫的氣氛中加熱。

             Invar 36(4J36)因瓦合金焊接性能 合金可采用氧乙炔焊、電弧焊、點焊和氫原子焊等方法焊接。由于膨脹系數與合金的化學成分有關,應盡量避免因焊接造成合金成分的改變,因此好使用氬弧焊,焊接的填充金屬好含有0.5%~1.5%的鈦,以減少焊接的氣孔和裂縫。

            Invar 36(4J36)因瓦合金零件熱處理工藝 該合金熱處理可分為:消除應力退火、中間退火及穩定化處理。

            (1)消除應力退火 為消除零件在機械加工后的殘存應力,要進行消除應力退火:530~550℃,保溫1~2h,爐冷。

            (2)中間退火 為消除合金在冷軋,冷拔、冷沖壓過程引起的加工硬化現象,以利于繼續加工。工件加熱到830~880℃,保溫30min,爐冷或空冷。

            (3)穩定化處理 為獲得具有較低的膨脹系數又能使其性能穩定的處理。一般采用三段處理。

            a)均勻化:在加熱中,合金中的雜質充分固溶和合金化元素趨于均勻。工件在保護氣氛中,加熱到830℃,保溫20min~1h,淬火。

            b)回火:在回火過程中能夠部分消除由淬火產生的應力。工件加熱到315℃,保溫1~4h,爐冷。

            c)穩定化時效:使合金的尺寸穩定。工件加熱到95℃,保溫48h。對于冷加工或機械加工后的高精度零件,不宜采用高溫處理時,可采用下述消除應力穩定化處理:工件加熱到315~370℃,1~4h。

            該合金不能用熱處理硬化。

            Invar 36(4J36)因瓦合金表面處理工藝 表面處理可采用噴砂、拋光或酸洗。合金可用25%鹽酸溶液在70℃下酸洗,清除氧化皮。

            Invar 36(4J36)因瓦合金切削加工與磨削性能 該合金切削加工特性和奧氏體不銹鋼相似。加工時采用高速鋼或硬質合金刀具,低速切削加工。切削時可使用冷卻劑。該合金磨削性能良好。



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