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4J36合金管件厚板百度百科

发布:sonhooalloy 浏览:654513次

4J36合金(因瓦合金)全面解析

1. 概述与核心特性

4J36合金,又称因瓦合金Invar 36,是一种具有超低热膨胀系数的特殊低膨胀铁镍合金-8。其核心特性是在一定温度范围内(-250℃至+200℃)具有极低的热膨胀系数(平均线膨胀系数一般为1.2×10⁻⁶/℃至1.5×10⁻⁶/℃)-5。该合金的居里点约为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,膨胀系数会显著增大-1。

4J36合金主要由铁(Fe)镍(Ni) 组成,其中镍含量严格控制在35.0%-37.0%,铁为余量-1。这种精确的化学成分控制是实现其特殊热膨胀性能的关键。该合金在室温干燥空气中具有抗腐蚀性,但在潮湿空气等恶劣环境中可能会发生腐蚀(生锈)。

2. 化学成分与组织结构

4J36合金的化学成分经过精确配比,各元素含量范围如下:

  • :35.0%-37.0%

  • :≤0.05%

  • :0.20%-0.60%

  • :≤0.30%

  • :≤0.02%

  • :≤0.02%

  • :余量

该合金的金相组织结构为单相奥氏体-1,这是其具有低膨胀特性的微观结构基础。合金中的碳、磷、硫等杂质元素被严格限制在较低水平,以确保材料具有良好的加工性能和使用性能-7。

3. 物理与机械性能

3.1 物理性能

4J36合金具有以下主要物理性能参数-1:

  • 密度:8.10 g/cm³

  • 熔点:1430℃

  • 热导率:11 λ/(W/m•℃)

  • 比热容:515 J/kg•℃

  • 弹性模量:1450 GPa

  • 电阻率:0.78 μΩ•m

  • 泊松比:1.2

3.2 机械性能

在20℃环境下,4J36合金的机械性能最小值如下-1:

  • 抗拉强度:450 MPa

  • 屈服强度:274 MPa

  • 延伸率:35%

实际应用中,退火状态的4J36合金抗拉强度可达490 MPa以上,屈服强度≥240 MPa,延伸率≥42%-2。合金的强度和硬度不高,但塑性、韧性、延伸率、断面收缩率以及冲击韧性都很高-8,可以通过冷变形来提高强度,在强度提高的同时仍保持良好的塑性。

4. 工艺性能与加工要求

4.1 加工性能

4J36合金很容易进行冷、热加工-1。热加工时应避免在含硫的气氛中加热-1。该合金的切削加工特性与奥氏体不锈钢相似-1。加工时建议采用高速钢或硬质合金刀具,进行低速切削加工-1。切削时可使用冷却剂,该合金磨削性能良好-1。

4.2 焊接性能

4J36合金具有良好的焊接性能,可以采用所有常规焊接工艺进行焊接,包括钨电极焊、金属电弧焊、等离子焊、氩弧焊、手工电弧焊等-2。首先考虑采用脉冲电弧焊-2。

焊接时需注意以下要点-2:

  • 焊接前,材料要处于退火态,表面干净,无油污、刮痕、记号漆

  • 必须采用低热量输入层间温度应低于120℃

  • 不需要焊前和焊后热处理

  • 若焊缝性能设计为与母材相同,需要采用与母材同种材质的焊条

5. 应用领域

4J36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,广泛应用于以下领域-1:

  • 无线电工业、精密仪器、仪表:制造标准量具、微波谐振腔、双金属波动层等精密部件

  • 液化气的生产、贮存和运输设备

  • 工作温度低于+200℃的测量和控制仪器,如温度调节装置

  • 金属和其他材料间的螺旋连接器衬套

  • 双金属和温控双金属、膜式框架

  • 航空航天工业:CRP部件回火模具、激光控制装置电磁镜头中的辅助电子管等

  • 电子与半导体领域:引线框架、微波管组件、真空电子器件、激光器基座、半导体制造设备中的精密部件

6. 特殊注意事项

在使用和加工4J36合金时,需要特别注意以下几点:

  • 热处理工艺:标准热处理为退火,典型工艺是加热到830℃-880℃,保温足够时间(根据厚度决定),然后以≤300℃/h的速度冷却至400℃以下,最后可以空冷-7。缓冷对于获得最佳的低膨胀性能至关重要-7。

  • 热加工控制:热加工温度范围通常在900℃-1200℃-7。温度控制需精确,避免过热或过低导致开裂-7。

  • 厚度效应:相比更厚的板材,厚度在35mm以下的4J36钢板在热处理时更容易达到均匀的组织和性能,冷加工性能也更好-7。

4J36合金作为一种具有超低热膨胀系数的特殊功能材料,在现代工业特别是精密仪器、航空航天和电子领域发挥着不可替代的作用。其独特的性能组合使得它成为在高精度、高稳定性要求的应用环境中的理想选择。



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