4J36合金,在国际上更广为人知的名字是因瓦合金,是一种在精密仪器、航空航天和电子领域不可或缺的关键材料。其最卓越的特性是在室温附近极低的热膨胀系数,这一特性被誉为“因瓦效应”。下面,我们将对4J36合金的化学成分、主要力学性能、物理性能及执行标准进行系统性的解析。
4J36合金是一种铁基高镍合金,其化学成分的精确控制是获得超低膨胀系数的关键。
镍: 这是合金中最核心的元素,含量严格控制在35.0% ~ 37.0%。镍含量的微小波动都会显著影响其热膨胀性能,因此生产中对镍含量的控制极为苛刻。
铁: 作为合金的基体元素,铁构成了材料的骨架,含量约占余量。
关键微量元素:
碳、锰、硅、磷、硫: 这些均为常见的残余元素或杂质元素,其含量被严格限制在非常低的水平(例如碳≤0.05%,锰≤0.50%,硅≤0.30%等),以确保合金的纯净度,避免对热膨胀性能和加工性能产生不利影响。
钴、铜、铝等: 标准中也对这些元素的含量有明确上限,以防止引入不可控的变量。
总而言之,4J36合金的成分设计精髓在于高镍和极高的纯净度,通过精确的冶金配比,使得合金在特定温度范围内其晶格结构对热激励不敏感,从而实现了近乎为零的膨胀。
1. 力学性能
4J36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,其抗拉强度通常在≥440 MPa 以上。通过冷加工硬化,其强度可以得到显著提升,可达到600 MPa甚至更高,但会牺牲一部分塑性。
屈服强度: 退火态的4J36合金其规定非比例延伸强度通常不低于280 MPa。这个指标代表了材料开始发生明显塑性变形的抗力,对于要求尺寸稳定性的结构件至关重要。
硬度: 退火状态下,4J36合金的典型硬度值约在HRB 65 ~ 85 的范围内(约合HV 150左右)。硬度值与强度指标相辅相成,反映了材料的软硬程度和耐磨性。
延伸率: 作为衡量材料塑性的指标,退火态4J36的延伸率通常不低于30%。这表明它具有良好的延展性,能够进行弯曲、冲压等冷成型加工。
2. 物理性能
密度: 4J36合金的密度约为8.13 g/cm³。这个数值介于钢和镍之间,对于需要轻量化的精密部件而言,是一个重要的设计参数。
热膨胀系数: 这是4J36合金的灵魂指标。在20°C至100°C的温度区间内,其平均线膨胀系数极低,通常小于1.5 × 10⁻⁶/°C,远低于普通钢材。这使得它在环境温度变化时能保持惊人的尺寸稳定性。
其他性能: 它还具备良好的导热性和导电性,但低于纯金属;其居里温度约为230°C,在此温度以上,因瓦效应会减弱。
为了确保4J36合金材料质量的可靠性和一致性,各国和行业都制定了严格的标准。
中国国家标准: GB/T 15018-1994 规定了精密合金的牌号和化学成分,其中明确了4J36的成分。而力学性能和尺寸公差则更多参考如YB/T 5256-2011 等针对膨胀合金的技术条件标准。
美国标准: ASTM F1684 是专门针对因瓦合金(UNS K93600)棒材和线材的标准规范,在国际贸易和高端制造领域被广泛采用。
日本工业标准: JIS G2312 中同样包含了此类低膨胀合金的规定。
在选择4J36合金时,必须明确其所需遵循的执行标准,因为这直接关系到材料的验收依据和最终产品的性能可靠性。
4J36(因瓦)合金凭借其独特的低膨胀特性,在精密测量、无线电工业、航空航天(如激光器结构件、微波波导腔体、卫星天线支架等)领域扮演着不可替代的角色。理解其以高镍为核心的化学成分、适中的力学性能(特别是良好的强度和塑性搭配)、8.13 g/cm³的密度以及遵循的国内外标准,是正确选用和设计该材料的基础。它不仅仅是一种金属,更是人类工程智慧在微观尺度上控制材料行为的杰出体现。
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。