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规格：齐全
所属类型：其他原材料
4J36铁镍合金因瓦合金简介:
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。
1.1 4J36材料牌号 4J36。
1.2 4J36相近牌号 见表1-1。
表1-1
|
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 - |
1.3 4J36材料的技术标准 YB/T 5241-1993《低膨胀合金4J32、4J36、4J38和4J40技术条件》。
1.4 4J36化学成分 见表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。
1.5 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。
1.6 4J36品种规格与供应状态 品种有棒、管、板、丝和带。
1.7 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。
1.8 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
2.1 4J36热性能
2.1.1 4J36溶化温度范围 1430~1450℃。
2.1.2 4J36热导率 λ=11W/(m?℃)。
2.1.3 4J36比热容 c(20~100℃)=515J/(kg?℃)。
2.1.4 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
|
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 |
2.2 4J36密度 ρ=8.10g/cm3。
2.3 4J36电性能
2.3.1 4J36电阻率 ρ=0.78μΩ·m。
2.3.2 4J36电阻温度系数 见表2-2。
表2-2
|
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 |
2.4 4J36磁性能
2.4.1 4J36居里点 Tc=230℃。
2.4.2 4J36合金(带材)的磁性能 见表2-3。
表2-3
|
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。
2.4.3 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
|
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 |
2.5 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
3.1 4J36技术标准规定的性能
3.2 4J36室温及各种温度下的力学性能
3.2.1 4J36硬度 合金在退火状态的硬度HV=140。
3.2.2 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
|
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 |
3.3 4J36持久和蠕变性能
3.4 4J36疲劳性能
3.5 4J36弹性性能
3.5.1 4J36弹性模量 合金(退火状态)的弹性模量E=144GPa。
四、4J36组织结构
4.1 4J36相变温度
4.2 4J36时间-温度-组织转变曲线
4.3 4J36合金组织结构 合金为单相奥氏体组织。
4.4 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
|
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
5.1 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。
5.2 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 好使用氩弧焊,焊接的填充金属 好含有0.5%~1.5%的钛,以减少焊接的气孔和裂缝。
5.3 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。
5.4 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。
5.5 4J36切削加工与磨削性能 该合金切削加工特性和奥氏体不锈钢相似。加工时采用高速钢或硬质合金刀具,低速切削加工。切削时可使用冷却剂。该合金磨削性能良好。
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