4j32低膨脹合金

  低膨脹合金 精密合金，又稱熱膨脹合金，廣泛用于電子工業、精密量具、精密儀表和低溫工程等領域。一般的金屬和合金受熱時膨脹，膨脹量隨溫度的升高呈線性增加，但有些合金的熱膨脹曲線在某一溫度出現彎曲點（不同斜率兩線段切線的交點，如圖中的Tk所示），在彎曲點以下的熱膨脹系數比彎曲點以上的正常熱膨脹系數低得多，這種現象稱為反常熱膨脹特性。

材料：4J32

俄羅斯：32HКД/32HК-BИ

美國：Super-Invar/Super-Nilvar

日本：SI

法國：Invar/Superieur

一、4J32概述

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

    1.1 4J32材料 4J32。

1.2 4J32相近 見表1-1。

                                            表1-1[1～4]

1.3 4J32材料的技術標準 

1.4 4J32化學成分  見表1-2。

                                         表1-2                                      %

在平均線膨脹系數達到標準規定條件下，允許鎳含量偏離表1-2規定范圍。

    1.5 4J32熱處理制度 標準規定的膨脹系數及低溫組織穩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。

1.6 4J32品種規格與供應狀態 品種有棒、管、板、絲和帶。

    1.7 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。

1.8 4J32應用概況與特殊要求 該合金是典型低膨脹合金，經航空工廠長期使用，性能穩定。主要用于制造在環境溫度變化范圍內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，根據使用溫度應嚴格檢驗其組織穩定性。

二、4J32物理及化學性能    

    2.1 4J32熱性能                                        

2.1.1 4J32溶化溫度范圍 1430～1450℃[1,2]。

2.1.2 4J32熱導率 λ=13.9W/(m•℃)[1,2]。

2.1.3 4J32線膨脹系數 標準規定α1(20～100℃)≤1.0×10-6℃-1[5]。

    4J43合金和4J36合金一樣，850℃以上退火，其線膨脹系數值高。冷卻速度快可使線膨脹系數降低。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，其平均線膨脹系數見表2-1。合金的膨脹曲線見圖2-1。

                                            4j32低膨脹合金  表2-1

    2.2 4J32密度 ρ=8.10g/cm3[1]。

2.3 4J32電性能 

2.3.1 4J32電阻率 ρ=0.77μΩ·m[1,2]。

2.3.2 4J32電阻溫度系數 見表2-2。 

    2.4 4J32磁性能

                 表2-2[1,2]

膨脹合金分低膨脹合金和定膨脹合金，后者又稱封接合金。低膨脹合金在彎曲點以下的平均膨脹系數低于3×10-6℃-1；定膨脹合金在彎曲點以下的平均膨脹系數約為(4～10)×10-6℃-1。膨脹合金主要有Fe-Ni系、Fe-Ni-Co系和Fe-Ni-Cr系合金等,高鉻鋼和Co-Fe-Cr系合金也用作膨脹合金，但用量不大。膨脹合金除具有特定的熱膨脹系數外，根據不同用途還要求有良好的封接性、可焊性、耐蝕性、可加工性和易切削性，并且在使用溫度范圍內不允許有引起膨脹特性明顯變化的相變。膨脹合金在制造工藝過程中必須準確控制合金的化學成分，其產品一般為棒材、板材、帶材、絲材和管材。[1] 

1.鐵鎳鈷玻封合金 FeNi29Co17   :4J29( Kovar) 也叫可伐合金（Fe54%、Ni29%和Co17%），其膨脹系數為4.7×10－6/℃。  執行標準:YB/T 5231-93  用途:用于制作與硬玻璃匹配封接的。適用于發射管、振蕩管、引燃管、晶體管以及管封插頭、繼電器外殼等電真空器件。在-60℃~+40O℃溫度范圍內具有一定的線膨脹系數，能與硬玻璃進行匹配牢固封接。  供貨狀態：帶材，線材,圓鋼,鍛件   2.瓷封合金 :Vacodil42, 4J42，4J33,4J34  執行標準:YB/T 5234-93  用途:用于制作與陶瓷封接的.適用于電真空器件與95% Al2O3陶瓷的匹配封接。在-60℃~+600℃溫度范圍內具有與95%Al2O3陶瓷相近的線膨脹系數.  供貨狀態：帶材，線材,圓鋼,鍛件.  3.低膨脹合金 FeNi36, FeNi32CO4Cu，Invar,因瓦合金:4J32,4J36 4J38,4J40 ，執行標準:YB/T 5241-93 產品性能特點是主要用于:制作在環境溫度變化范圍內對尺寸有高精度要求的儀表零件用4J32,4J36合金和高溫低膨脹4J40合金及易切削4J38合金。4J36它的熱膨脹系數很低,能在很寬的溫度范圍內保持固定的長度。

低膨脹合金大都應用于在一定的環境溫度要求尺寸近似恒定的元器件中。主要有：(1)精密儀器儀表，光學儀器中的元件，如精密天平的臂，標準件的擺桿，擺輪，鐘表的外補償等；(2)長度標尺。大地測量基線尺；(3)各種諧振腔，微波通訊的波導管，標準頻率發生器等；(4)標準電容器的葉片和支承桿等；(5)液態天然氣，液態氫，液態氧等的儲蓄罐和運輸管道；(6)熱雙金屬片的被動層；(7)高分辨率陰極射線管(顯象管)中的陰罩；(8)宇航工業復合材料零件的模子；(9)用于人造衛星，激光，環形激光陀螺儀及其他*的高科技產品。[2