超因瓦合金4J32膨脹合金介紹

4J32合金又稱超因瓦(Super-Invar)合金。在－60～80℃溫度范圍內(nèi)，其膨脹系數(shù)比4J36合金低，但低溫組織穩(wěn)定性較4J36合金差。該合金主要用于制造要求在環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)尺寸高度精密儀表零件。

4J32材料牌號 4J32相近牌號

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

4J32化學成分 

在平均線膨脹系數(shù)達到標準規(guī)定條件下，允許鎳含量偏離表規(guī)定范圍。

4J32熱處理制度 標準規(guī)定的膨脹系數(shù)及低溫組織穩(wěn)定性的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。

4J32品種規(guī)格與供應狀態(tài) 品種有棒、管、板、絲和帶。

4J32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。

4J32應用概況與特殊要求 該合金是典型低膨脹合金，經(jīng)航空工廠長期使用，性能穩(wěn)定。主要用于制造在環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)尺寸高度精確的精密部件。在使用中應嚴格控制熱處理工藝及加工工藝，根據(jù)使用溫度應嚴格檢驗其組織穩(wěn)定性。

4J32物理及化學性能 

4J32熱性能                                       

4J32溶化溫度范圍 1430～1450℃。

4J32熱導率 λ=13.9W/(m?℃)。

4J32線膨脹系數(shù) 標準規(guī)定α1(20～100℃)≤1.0×10-6℃-1。

4J43合金和4J36合金一樣，850℃以上退火，其線膨脹系數(shù)值最高。冷卻速度快可使線膨脹系數(shù)降低。對于α1(室溫～100℃)來說，淬火（冷卻速度快）較退火處理的可降低近一半。

典型成分的合金，試樣在保護氣氛或真空中，加熱到850℃±20℃，保溫1h,以不大于300℃/h的速度冷至200℃以下出爐，其平均線膨脹系數(shù)合金的膨脹曲線。

4J32密度 ρ=8.10g/cm3。4J32電性能 ；4J32電阻率 ρ=0.77μΩ·m。4J32電阻溫度系數(shù) 。 4J32磁性能

4J32居里點 Tc=220℃。4J32合金的磁性能 。

在4000A/m下，剩余磁感應強度Br=0.58T，矯頑力Hc=75A/m。

4J32化學性能 合金在大氣、淡水、和海水中有一定的耐腐蝕性。 

4J32力學性能

4J32技術標準規(guī)定的性能

4J32室溫及各種溫度下的力學性能

4J32硬度 合金（退火狀態(tài)）硬度HV=150。

4J32拉伸性能 合金（退火狀態(tài)）在常溫下的拉伸性能見表。

4J32持久和蠕變性能

4J32疲勞性能 

4J32彈性性能 

4J32彈性模量 合金（退火狀態(tài)）的彈性模量E=141GPa。

4J32組織結(jié)構(gòu)

4J32相變溫度 γ→α相變溫度在-60℃以下。          

4J32時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線 

4J32合金組織結(jié)構(gòu) 合金按1.5規(guī)定的熱處理制度處理后，再經(jīng)-60℃冷速2h，不應出現(xiàn)馬氏體組織。但當合金成分不當時，在常溫或低溫下將發(fā)生不同程度的奧氏體(γ)向針狀馬氏體(α)轉(zhuǎn)變，相變時伴隨著體積膨脹效應。合金的膨脹系數(shù)相應增高。影響合金低溫組織穩(wěn)定性的主要因素是合金的化學成分。從Fe-Ni-Co三元相圖中可以看到，鎳是穩(wěn)定γ相的主要元素。鎳含量偏高有利于γ相的穩(wěn)定。銅也是穩(wěn)定合金組織的重要元素。隨合金總變形率增加，其組織越趨向穩(wěn)定。合金成分偏析也可能造成局部區(qū)域的γ→α相變。此外，晶粒粗大也會促進γ→α相變。

4J32工藝性能與要求

4J32成形性能 該合金很容易冷、熱加工。熱加工時應避免在含硫的氣氛中加熱。

4J32焊接性能 合金可采用釬焊、熔焊、電阻焊等方法焊接。由于膨脹系數(shù)與化學成分有關，應盡量避免造成合金成分的改變，因此最好采用氬弧焊。

4J32零件熱處理工藝 熱處理可分為：消除應力退火、中間退火及穩(wěn)定化處理。

(1)消除應力退火 為消除零件在機械加工后殘存應力，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(xiàn)象，以利于繼續(xù)加工。工件加熱到830～880℃，保溫30min，爐冷或空冷。

(3)穩(wěn)定化處理 為獲得具有較低的膨脹系數(shù)又能使其性能穩(wěn)定。一般采用三段處理。

a)均勻化：在加熱中，合金中的雜質(zhì)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(chǎn)生的應力。工件加熱到315℃，保溫1～4h，爐冷。