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4J32合金成分、抗拉、屈服、密度、硬度全览

发布:sonhooalloy 浏览:25066次

4J32合金百科解析:成分、性能与应用全览

4J32合金,作为一种在精密仪器、航空航天和电子工业领域扮演着关键角色的特种金属材料,以其独特的低膨胀特性而闻名。它属于定膨胀合金家族,通常被称为超因瓦(Super Invar)合金。本文将为您全面解析4J32合金的化学成分、关键力学性能、物理属性及其执行标准。

一、 核心特性与概述

4J32合金最主要的特征是在一定的温度范围内(通常是-60℃至+60℃),其热膨胀系数极低,甚至低于著名的因瓦(Invar)合金4J36。这种“超低膨胀”特性使其成为制造对尺寸稳定性有极端要求的元件的理想材料,例如精密激光器的腔体、天文望远镜的刻度尺、微波波导腔体以及复合材料模具等。

二、 化学成分详解

合金的性能从根本上取决于其化学成分。4J32是一种铁基合金,其成分经过精心设计,以实现最佳的低膨胀效果。

  • :作为合金的基体元素,构成了材料的主体。

  • :关键合金元素之一,含量约为31.5% ~ 32.0%。镍与铁的特定配比是产生低膨胀效应的核心原因。

  • :另一个关键元素,含量约为4.8% ~ 5.2%。钴的加入进一步抑制了材料在特定温区的热膨胀,这是4J32相比普通4J36因瓦合金性能更优越的原因。

  • 其他元素:为了确保材料的加工性能和最终使用性能,还含有微量的硅、锰、碳、磷、硫等元素。这些杂质元素被严格控制在极低的水平,例如碳含量通常不大于0.05%,磷和硫含量均不大于0.02%,以避免对合金的热稳定性和力学性能产生不利影响。

三、 关键力学与物理性能指标

了解材料的力学和物理性能是进行结构设计和选型的基础。

1. 力学性能
4J32合金的力学性能与其热处理状态(退火态或冷加工态)密切相关。

  • 抗拉强度:在软态(退火状态)下,4J32合金的抗拉强度通常在440 MPa 以上。通过冷加工变形,其强度可以得到显著提升。

  • 屈服强度:软态材料的屈服强度(σ0.2)一般不低于275 MPa。屈服强度是设计时考虑材料是否会发生永久变形的关键指标。

  • 硬度:退火状态下,4J32合金的硬度值约在HRB 65 左右(约等于HV 140)。与强度一样,冷加工后硬度会明显增加。

  • 伸长率:这体现了材料的塑性。软态4J32的伸长率(δ5)通常大于29%,表明它具有较好的延展性和加工成型能力。

2. 物理性能

  • 密度:4J32合金的密度约为8.13 g/cm³。这个值介于普通钢和镍基合金之间,对于计算零件重量和进行惯性分析非常重要。

  • 平均线膨胀系数:这是其核心性能。在20℃至100℃的温度范围内,其平均线膨胀系数α通常不高于0.6 × 10⁻⁶/℃。在更窄的温区(如20℃至60℃),其膨胀系数甚至可以接近于零。

四、 主要执行标准

为了确保材料质量的一致性和可靠性,4J32合金的生产和检验遵循严格的国家和行业标准。

  • 中国国家标准:最核心的标准是 GB/T 15018-1994《精密合金牌号》GB/T 15019-1994《精密合金的尺寸、外形、表面质量及试验方法》。在这些标准中,明确规定了4J32的化学成分、性能要求及检验规则。

  • 其他标准:在实际订货和国际贸易中,也可能参照双方约定的技术协议或企业标准,这些标准通常会比国标规定得更为具体和严格。

五、 典型应用领域

凭借其超低的膨胀系数和良好的综合性能,4J32合金被广泛应用于:

  • 精密测量领域:用于制造高精度刻度尺、基准尺、光栅等。

  • 航空航天领域:用于制造人造卫星支架、微波波导元件、激光陀螺仪结构件等,确保设备在剧烈温度变化下仍能保持极高的尺寸稳定性。

  • 电子工业:用作微波通讯设备的腔体、行波管等。

  • 民用工业:用于制造大型复合材料构件(如飞机机翼、机身)的高精度固化模具,确保构件在高温固化过程中的尺寸精度。

总结

4J32(超因瓦)合金是一种高性能的铁镍钴基定膨胀合金。其化学成分以约32%的镍和5%的钴为核心,赋予了它在常温附近无与伦比的低热膨胀性。在力学性能方面,其退火态的典型抗拉强度高于440 MPa,屈服强度高于275 MPa,硬度约HRB 65,并具有良好的塑性。其密度约为8.13 g/cm³。所有这些性能均由中国国家标准GB/T 15018等严格规范,使其成为高精尖科技领域中不可或缺的关键材料。


希望这篇详细的解析能帮助您全面了解4J32合金。

详细分析

1. 基本信息(源自公开工商信息)

成立时间:2003年07月08日(截至2024年,已运营超过21年,不属于新公司,有一定的行业积淀)。

经营范围:主要涵盖有色金属、金属材料、矿产品、化工产品等的销售,以及从事货物及技术的进出口业务。

2. 优势与积极方面

经验与存续时间:成立超过10年,表明公司在市场竞争中生存了下来,拥有一定的客户资源、供应链关系和行业经验。

地理位置:位于上海这一全国金融、贸易和物流中心,信息灵通,交通便利,便于开展国内及进出口业务。

资质齐全:拥有“货物进出口”资质,意味着可以开展国际贸易业务,这对于有色金属这类大宗商品贸易非常重要。

他们主营的镍基合金通常包括以下几大类和具体牌号:

一、 高温合金系列

这类合金在高温下具有优异的强度、抗蠕变和抗氧化能力。

Inconel 系列:

Inconel 600: 耐高温、耐腐蚀,常用于热处理设备、化学处理行业。

Inconel 601: 极高的抗氧化性,常用于热处理炉构件、工业炉。

Inconel 625: 明星产品,具有优异的疲劳强度和抗氯离子应力腐蚀开裂能力,广泛应用于海洋、航空航天和化工领域。

Inconel 718: 最广泛使用的高温合金之一,在高温下具有极高的强度,是航空发动机和燃气轮机关键部件的首选材料。

Inconel X-750: 通过时效硬化获得高强度,用于燃气轮机零件、火箭发动机部件。

Hastelloy 系列:

Hastelloy C-276: 王牌耐腐蚀合金,对多种苛刻的化学介质有极佳的耐腐蚀性,是化工行业的标杆材料。

Hastelloy C-22: 比C-276更优异的抗点蚀和缝隙腐蚀能力,用于更苛刻的环境。

Hastelloy B-2/B-3: 专门抵抗还原性介质(如盐酸、硫酸)的腐蚀。


二、 耐腐蚀合金系列

这类合金在常温或中温下对各类酸、碱、盐等腐蚀介质有极强的抵抗力。

Monel 系列:

Monel 400: 对氢氟酸、海水、碱液等有极佳的耐蚀性,常用于海洋和化工环境。

Monel K-500: 在Monel 400的基础上增加了强度,具有磁性,用于泵轴、油阀等。

其他镍铜、镍铬合金:

Alloy 20: 优异的抗硫酸腐蚀能力,常用于硫酸环境下的化工设备。

Nickel 200/201: 纯镍,具有优异的耐腐蚀性和导电性,常用于处理苛性碱的环境。

三、 精密合金系列

这类合金具有特殊的物理性能,如低膨胀、恒弹性等。

Invar 36: 因瓦合金,具有极低的热膨胀系数,用于精密仪器、航空航天领域需要尺寸稳定的零件。

Ni-Span-C 902: 恒弹性合金,其弹性模量在一定温度范围内基本恒定,用于高级传感器和精密弹簧。

产品形态

上海商虎通常提供上述合金的多种形态的原材料,包括:

板材、带材

棒材、线材

管材、管件(无缝管、焊管、弯头、三通等)

法兰、锻件

焊材(焊条、焊丝)

重要提示:

具体库存和牌号可能变动: 以上列出的是镍基合金的常见牌号,但公司的具体库存和主营产品可能会根据市场需求和采购情况发生变化。

最佳确认方式: 要获取最准确、最及时的产品信息,强烈建议您直接联系上海商虎有色金属有限公司的销售或客服人员。他们可以提供最新的产品目录、技术参数、价格和现货情况。

官网查询: 您可以访问他们的官方网站(如果有的話)来查看详细的产品介绍。

希望以上信息能对您有所帮助!如果您有特定的应用场景或介质环境,也可以提出,这样可以更有针对性地推荐合适的合金牌号。



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