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 |
32H32H-BИ- | InvarNilvarUnipsan 36 | InvarNilo3636Ni | 不变钢Cactus LE- | Invar StandardFe-Ni36- | Vacodil36Nilos36- |
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。
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