Invar 32合金 4J32低膨胀合金性能 成份
4J32合金又称超因瓦(Super-Invar)合金。在－60～80℃温度范围内，其膨胀系数比4J36合金低，但低温组织稳定性较4J36合金差。该合金主要用于制造要求在环境温度变化范围内尺寸高度精密仪表零件。
4J32薄壁结构件通常指径向或轴向尺寸为其壁厚 20 倍以上的零件，以其各种优良特性在航空航 天领域得到了广泛的应用[iv]，但薄壁结构件的相对刚度比较低，加工的工艺性差，难以利用经 典理论对其进行受力分析，在加工过程中经常因装夹方式、工艺参数的选择、振动等因素的影 响出现变形、失稳等问题，难以保证图纸要求的加工精度，而且加工效率比较低。因此，薄壁 结构件的加工是国际上公认的复杂制造工艺问题。如图 1.2 所示为薄壁结构件加工变形的影响 因素
4J32合金采用真空感应熔炼 ＋ 电渣重熔的冶炼方法，制备 了直径 ４００ ｍｍ 的合金钢锭，通过锻造、热轧、冷轧等 变形工艺，获得厚度为 １４ ｍｍ 的板材。 膨胀系数测试 试样尺寸均为 ６ ｍｍ × ２５ ｍｍ，对板材试样进行不同 工艺的固溶处理、稳定化处理及冷轧变形，研究固溶温 度、稳定化工艺及冷变形量对膨胀系数的影响，具体工 艺见表 １。
4J32化学成分 见表1-2。
4J32材料牌号 4J32。
4J32相近牌号
俄罗斯 美国 日本 法国
32HКД Super-Invar - Invar
32HК-BИ Super-Nilvar SI Superieur
4J32材料的技术标准 YB/T 5241-1993 《低膨胀合金4J32、4J36、4J38和4J40技术条件》。
4J32化学成分
C≤0.05% P≤0.02% S≤0.02% Si≤0.2%
Mn=0.20～0.60% Cu=0.40～0.80% Co=3.2～4.2% Ni=31.5～33.0%
Fe=余量
在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许镍含量偏离上表规定范围。
低膨胀合金
: 4J32、4J36、invar、殷钢、因瓦合金
执行标准: YB／T 5241—2005
用途4J32、4J36适用于在环境温度变化范围内，制作对尺寸具有要求的仪表零件。4J32、4J36合金的牌号和化学成分：
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牌号 |
化学成分(质量分数)(％) |
|||||||||
|
C |
Si |
Cu |
Se |
Mn |
Ni |
Co |
Fe |
|||
|
≤ |
||||||||||
|
4J32 |
0.05 |
0.20 |
0.020 |
0.020 |
0.40～0.80 |
--- |
0.20～0.60 |
31.5～33.0 |
3.20～4.20 |
余量 |
|
4J36 |
0.05 |
0.30 |
0.020 |
0.020 |
---- |
--- |
0.20～O.60 |
35.0～37.0 |
---- |
余量 |
4J32、4J36合金的线胀系数：
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合号 |
试样热处理制度 |
平均线胀系数ā／(10-6/ ℃) |
|
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20～l00℃ |
20～300°C |
||
|
4J32 |
将半成品试样加热至840±10°C，保温lh，水淬，再将试样加工为成品试样。在315±l0℃保温lh随炉冷或空冷 |
≤1.0 |
|
|
4J36 |
≤1.5 |
||
4J32、4J36合金的典型膨胀系数：
|
合号 |
平均线胀系数ā／(10-6/ ℃) |
|||||
|
20～50℃ |
20～100℃ |
20～200℃ |
20～300℃ |
20～400℃ |
20～500℃ |
|
|
4J32 |
0.7 |
0.8 |
1.4 |
4.3 |
7.2 |
9.3 |
|
4J36 |
0.6 |
0.8 |
2.0 |
5.1 |
8.0 |
10.0 |
注：表中所列数据仅供参考。
2.1 4J32合金热性能
2.1.1 4J32合金溶化温度范围 1430～1450℃[1,2]。
2.1.2 4J32合金热导率 λ=13.9W/(m℃)[1,2]。
2.1.3 4J32合金线膨胀系数 标准规定α1(20～100℃)≤1.0×10-6℃-1[5]。
4J32合金随着固溶温度的升高，4J32合金平均线膨 胀系数逐渐降低，在 ８５０ ℃时达到低值，随后继续升 高固溶温度，线膨胀系数略有增大。
２） 延长稳定化处理时间或提高稳定化处理温度， 可以适当增加4J32合金的平均线膨胀系数，尤其是 当稳定化处理温度达到 ５００ ℃ 时，合金的平均线膨胀 系数提高较明显。
３） 当冷变形量≤３５％ 时，经稳定化处理后，4J32合金的线膨胀系数不会发生明显的改变，但当冷变形 量为 ２０％ 时，合金的平均线膨胀系数小
4J32合金的膨胀系数相应增高。影响合金低温组织稳定性的主要因素是合金的化学成分。从Fe-Ni-Co三元相图中可以看到，镍是稳定γ相的主要元素。镍含量偏高有利于γ相的稳定。铜也是稳定合金组织的重要元素。随合金总变形率增加，其组织越趋向稳定。合金成分偏析也可能造成局部区域的γ→α相变。此外，晶粒粗大也会促进γ→α相变。
