4j32低膨胀合金

  低膨胀合金 精密合金，又称热膨胀合金，广泛用于电子工业、精密量具、精密仪表和低温工程等领域。一般的金属和合金受热时膨胀，膨胀量随温度的升高呈线性增加，但有些合金的热膨胀曲线在某一温度出现弯曲点（不同斜率两线段切线的交点，如图中的Tk所示），在弯曲点以下的热膨胀系数比弯曲点以上的正常热膨胀系数低得多，这种现象称为反常热膨胀特性。

材料：4J32

俄罗斯：32HКД/32HК-BИ

美国：Super-Invar/Super-Nilvar

日本：SI

法国：Invar/Superieur

一、4J32概述

    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。

    1.1 4J32材料 4J32。

1.2 4J32相近 见表1-1。

                                            表1-1[1～4]

1.3 4J32材料的技术标准 

1.4 4J32化学成分  见表1-2。

                                         表1-2                                      %

在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许镍含量偏离表1-2规定范围。

    1.5 4J32热处理制度 标准规定的膨胀系数及低温组织稳定性的性能检验试样按下述方法加工和热处理：将半成品试样加热至840℃±10℃，保温1h，水淬，再将试样加工为成品试样，在315℃±10℃保温1h，随炉冷或空冷。

1.6 4J32品种规格与供应状态 品种有棒、管、板、丝和带。

    1.7 4J32熔炼与铸造工艺 用非真空感应炉，真空感应炉和电弧炉熔炼。

1.8 4J32应用概况与特殊要求 该合金是典型低膨胀合金，经航空工厂长期使用，性能稳定。主要用于制造在环境温度变化范围内尺寸高度精确的精密部件。在使用中应严格控制热处理工艺及加工工艺，根据使用温度应严格检验其组织稳定性。

二、4J32物理及化学性能    

    2.1 4J32热性能                                        

2.1.1 4J32溶化温度范围 1430～1450℃[1,2]。

2.1.2 4J32热导率 λ=13.9W/(m•℃)[1,2]。

2.1.3 4J32线膨胀系数 标准规定α1(20～100℃)≤1.0×10-6℃-1[5]。

    4J43合金和4J36合金一样，850℃以上退火，其线膨胀系数值高。冷却速度快可使线膨胀系数降低。对于α1(室温～100℃)来说，淬火（冷却速度快）较退火处理的可降低近一半。

典型成分的合金，试样在保护气氛或真空中，加热到850℃±20℃，保温1h,以不大于300℃/h的速度冷至200℃以下出炉，其平均线膨胀系数见表2-1。合金的膨胀曲线见图2-1。

                                            4j32低膨胀合金  表2-1

    2.2 4J32密度 ρ=8.10g/cm3[1]。

2.3 4J32电性能 

2.3.1 4J32电阻率 ρ=0.77μΩ·m[1,2]。

2.3.2 4J32电阻温度系数 见表2-2。 

    2.4 4J32磁性能

                 表2-2[1,2]

膨胀合金分低膨胀合金和定膨胀合金，后者又称封接合金。低膨胀合金在弯曲点以下的平均膨胀系数低于3×10-6℃-1；定膨胀合金在弯曲点以下的平均膨胀系数约为(4～10)×10-6℃-1。膨胀合金主要有Fe-Ni系、Fe-Ni-Co系和Fe-Ni-Cr系合金等,高铬钢和Co-Fe-Cr系合金也用作膨胀合金，但用量不大。膨胀合金除具有特定的热膨胀系数外，根据不同用途还要求有良好的封接性、可焊性、耐蚀性、可加工性和易切削性，并且在使用温度范围内不允许有引起膨胀特性明显变化的相变。膨胀合金在制造工艺过程中必须准确控制合金的化学成分，其产品一般为棒材、板材、带材、丝材和管材。[1] 

1.铁镍钴玻封合金 FeNi29Co17   :4J29( Kovar) 也叫可伐合金（Fe54%、Ni29%和Co17%），其膨胀系数为4.7×10－6/℃。  执行标准:YB/T 5231-93  用途:用于制作与硬玻璃匹配封接的。适用于发射管、振荡管、引燃管、晶体管以及管封插头、继电器外壳等电真空器件。在-60℃~+40O℃温度范围内具有一定的线膨胀系数，能与硬玻璃进行匹配牢固封接。  供货状态：带材，线材,圆钢,锻件   2.瓷封合金 :Vacodil42, 4J42，4J33,4J34  执行标准:YB/T 5234-93  用途:用于制作与陶瓷封接的.适用于电真空器件与95% Al2O3陶瓷的匹配封接。在-60℃~+600℃温度范围内具有与95%Al2O3陶瓷相近的线膨胀系数.  供货状态：带材，线材,圆钢,锻件.  3.低膨胀合金 FeNi36, FeNi32CO4Cu，Invar,因瓦合金:4J32,4J36 4J38,4J40 ，执行标准:YB/T 5241-93 产品性能特点是主要用于:制作在环境温度变化范围内对尺寸有高精度要求的仪表零件用4J32,4J36合金和高温低膨胀4J40合金及易切削4J38合金。4J36它的热膨胀系数很低,能在很宽的温度范围内保持固定的长度。

低膨胀合金大都应用于在一定的环境温度要求尺寸近似恒定的元器件中。主要有：(1)精密仪器仪表，光学仪器中的元件，如精密天平的臂，标准件的摆杆，摆轮，钟表的外补偿等；(2)长度标尺。大地测量基线尺；(3)各种谐振腔，微波通讯的波导管，标准频率发生器等；(4)标准电容器的叶片和支承杆等；(5)液态天然气，液态氢，液态氧等的储蓄罐和运输管道；(6)热双金属片的被动层；(7)高分辨率阴极射线管(显象管)中的阴罩；(8)宇航工业复合材料零件的模子；(9)用于人造卫星，激光，环形激光陀螺仪及其他*的高科技产品。[2