4J36
4J3金又稱因瓦(INVAR)合金，合金的居里點約為230℃，低于這一溫度時合金是鐵磁性的，具有很低的膨脹系數，高于這一溫度時合金為無磁性的，膨脹系數增大。該合金主要用于制造在氣溫變化范圍內尺寸近似恒定的元件，廣泛用于無線電工業、精密儀器、儀表及工業。
1.14J36材料牌號4J36。
1.24J36相近牌號見表1-1。
表1-1[1,2]
俄羅斯 | 英國 | 日本 | 法國 | 德國 | |
32H 32H-BИ - | Invar Nilvar Unipsan36 | Invar Nilo36 36Ni | 不變鋼 CactusLE - | InvarStandard Fe-Ni36 - | Vacodil36 Nilos36 |
1.34J36材料的技術標準YB/T5241-1993《低膨脹合金4J32、4J36、4J38和4J40技術條件》。
1.44J36化學成分見表1-2。
表1-2%
C | P | S | Si | Mn | Ni | Fe |
≤ | ||||||
0.05 | 0.020 | 0.020 | 0.30 | 0.2～0.6 | 35.0～37.0 | 余量 |
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。
1.54J36熱處理制度標準規定的膨脹系數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。
1.64J36品種規格與供應狀態品種有棒、管、板、絲和帶。
1.74J36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。
1.84J36應用概況與特殊要求該合金是典型低膨脹合金。經航空工廠使用，性能穩定；使用中應嚴格控制熱處理工藝及加工工藝，以保證材料的穩定性。
2.14J36熱性能
2.1.14J36溶化溫度范圍1430～1450℃[1,2]。
2.1.24J36熱導率λ=11W/(m?℃)[1,2]。
2.1.34J36比熱容c(20～100℃)=515J/(kg?℃)。
2.1.44J36線膨脹系數標準規定α1(20～100℃)≤1.5?10-6℃-1。
合金試樣在保護氣氛或真空中加熱到880℃?20℃，保溫1h，以不大于300℃/h冷卻，其平均線膨脹系數見表2-1。合金的膨脹曲線見圖2-1。
表2-1[1]
溫度范圍/℃ | /10-6℃-1 | 溫度范圍/℃ | /10-6℃-1 |
20～60 | 1.8 | 20～250 | 3.6 |
20～40 | 1.8 | 20～300 | 5.2 |
20～20 | 1.6 | 20～350 | 6.5 |
20～0 | 1.6 | 20～400 | 7.8 |
20～50 | 1.1 | 20～450 | 8.9 |
20～100 | 1.4 | 20～500 | 9.7 |
20～150 | 1.9 | 20～550 | 10.4 |
20～200 | 2.5 | 20～600 | 11.0 |
2.24J36密度ρ=8.10g/cm3[1]。
2.34J36電性能
2.3.14J36電阻率ρ=0.78μΩ?m[1,2]。
2.3.24J36電阻溫度系數見表2-2。
表2-2[1,2]
溫度范圍/℃ | 20～50 | 20～100 | 20～200 | 20～300 | 20～400 | 20～500 |
αR/103℃-1 | 1.8 | 1.7 | 1.4 | 1.2 | 1.0 | 0.9 |
2.44J36磁性能
2.4.14J36居里點Tc=230℃[1,2]。
2.4.24J3金（帶材）的磁性能見表2-3。
表2-3[1,2]
H/(A/m) | B/T | H/(A/m) | B/T |
8 | 1.8?10-2 | 160 | 0.74 |
16 | 4.2?10-2 | 400 | 0.97 |
24 | 8?10-2 | 800 | 1.12 |
40 | 0.2 | 2000 | 1.27 |
80 | 0.5 | 4000 | 1.32 |
在4000A/m下，剩余磁感應強度Br=0.6T，矯頑力Hc=48A/m[1,2]。
2.4.34J3金磁導率與溫度的關系（磁場強度400A/m)見表2-4。
表2-4[1,2]
θ/℃ | -17.8 | 10.0 | 37.8 | 66 | 93 | 116 |
μ/(mH/m) | 2.25 | 2.14 | 2.04 | 1.93 | 1.81 | 1.70 |
2.54J36化學性能合金在大氣、淡水、和海水中有一定的耐腐蝕性。
3.14J36技術標準規定的性能
3.24J36室溫及各種溫度下的力學性能
3.2.14J36硬度合金在退火狀態的硬度HV=140[1,2]。
3.2.24J36拉伸性能合金（退火狀態）在常溫下的拉伸性能見表3-1。在不同冷應變下的拉伸性能見表3-2。
表3-1[1]
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ/% |
450 | 274 | 35 |
表3-2
ε/% | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ/% |
15 25 30 | 641 689 731 | 448 617 655 | 14 9 8 |
3.34J36持久和蠕變性能
3.44J36疲勞性能
3.54J36彈性性能
3.5.14J36彈性模量合金（退火狀態）的彈性模量E=144GPa。
4.14J36相變溫度
4.24J36時間-溫度-組織轉變曲線
4.34J3金組織結構合金為單相奧氏體組織。
4.44J36晶粒度冷應變率ε=60%～70%、厚度d=1mm的帶材，在表4-1所示溫度下退火1h，空冷后，按YB027-1992標準進行晶粒度評級，結果見表4-1。
表4-1[1,2]
退火溫度/℃ | 700 | 750 | 800 | 900 | 1000 | 1050 | 1100 | 1200 |
晶粒度級別 | 開始再結晶 | >10 | >10 | 9.0 | 6.5 | 4.0 | 3.0 | 2.0 |
5.14J36成形性能合金很容易冷、熱加工。熱加工時應避免在含的氣氛中加熱。
5.24J36焊接性能合金可采用氧乙炔焊、電弧焊、點焊和氫原子焊等方法焊接。由于膨脹系數與合金的化學成分有關，應盡量避免因焊接造成合金成分的改變，因此好使用氬弧焊，焊接的填充金屬好含有0.5%～1.5%的鈦，以減少焊接的氣孔和裂縫。
5.34J36零件熱處理工藝該合金熱處理可分為：消除應力退火、中間退火及穩定化處理。
(1)消除應力退火為消除零件在機械加工后的殘存應力，要進行消除應力退火：530～550℃，保溫1～2h,爐冷。
(2)中間退火為消除合金在冷軋，冷拔、冷沖壓過程引起的加工硬化現象，以利于繼續加工。工件加熱到830～880℃，保溫30min，爐冷或空冷。
(3)穩定化處理為獲得具有較低的膨脹系數又能使其性能穩定的處理。一般采用三段處理。
a)均勻化：在加熱中，合金中的雜質充分固溶和合金化元素趨于均勻。工件在保護氣氛中，加熱到830℃，保溫20min～1h，淬火。
b)回火：在回火過程中能夠部分消除由淬火產生的應力。工件加熱到315℃，保溫1～4h，爐冷。
c)穩定化時效：使合金的尺寸穩定。工件加熱到95℃，保溫48h。對于冷加工或機械加工后的高精度零件，不宜采用高溫處理時，可采用下述消除應力穩定化處理：工件加熱到315～370℃，1～4h。
該合金不能用熱處理硬化。
5.44J36表面處理工藝表面處理可采用噴砂、拋光或酸洗。合金可用25%溶液在70℃下酸洗，清除氧化皮。
5.54J36切削加工與磨削性能該合金切削加工特性和奧氏體不銹鋼相似。加工時采用高速鋼或硬質合金刀具，低速切削加工。切削時可使用冷卻劑。該合金磨削性能良好。
4J36
材料牌號：4J36精密合金
俄羅斯牌號：32H/32H-BИ
美國牌號：Invar/Nilvar/Unipsan 36
英國牌號：Nilo36/36Ni
德國牌號：Vacodil36/Nilos36
一、4J36精密合金概述：
4J36合金又稱因瓦(INVAR)合金，合金的居里點約為230℃，低于這一溫度時合金是鐵磁性的，具有很低的膨脹系數，高于這一溫度時合金為無磁性的，膨脹系數增大。該合金主要用于制造在氣溫變化范圍內尺寸近似恒定的元件，廣泛用于無線電工業、精密儀器、儀表及其他工業。
1、4J36材料牌號：4J36。
2、4J36相近牌號：見表1-1。
表1-1[1,2]
3、4J36材料的技術標準：
4、4J36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。
5、4J36熱處理制度：標準規定的膨脹系數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。
6、4J36品種規格與供應狀態：品種有棒、管、板、絲和帶。
7、4J36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。
8、4J36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；使用中應嚴格控制熱處理工藝及加工工藝，以保證材料的穩定性。
二、4J36物理及化學性能：
1、4J36熱性能：
(1)、4J36溶化溫度范圍： 1430～1450℃[1,2]。
(2)、4J36熱導率： λ=11W/(m?℃)[1,2]。
(3)、4J36比熱容： c(20～100℃)=515J/(kg?℃)。
(4)、4J36線膨脹系數： 標準規定α1(20～100℃)≤1.5×10-6℃-1。
合金試樣在保護氣氛或真空中加熱到880℃±20℃，保溫1h，以不大于300℃/h冷卻，其平均線膨脹系數見表2-1。合金的膨脹曲線見圖 2-1。
2、4J36密度： ρ=8.10g/cm3[1]。
3、4J36電性能：
(1)、4J36電阻率： ρ=0.78μΩ·m[1,2]。
(2)、4J36電阻溫度系數： 見表2-2。
三、4J36力學性能：
1、4J36技術標準規定的性能：
2、4J36室溫及各種溫度下的力學性能：
(1)、4J36硬度： 合金在退火狀態的硬度HV=140[1,2]。
(2)、4J36拉伸性能： 合金（退火狀態）在常溫下的拉伸性能見表3-1。在不同冷應變下的拉伸性能見表3-2。
3、4J36持久和蠕變性能：
4、4J36疲勞性能：
5、4J36彈性性能：
6、4J36彈性模量：合金（退火狀態）的彈性模量E=144GPa。
四、4J36組織結構：
1、4J36相變溫度：
2、4J36時間-溫度-組織轉變曲線：
3、4J36合金組織結構：合金為單相奧氏體組織。
4、4J36晶粒度：冷應變率ε=60%～70%、厚度d=1mm的帶材
五、4J36工藝性能與要求：
1、4J36成形性能：合金很容易冷、熱加工。熱加工時應避免在含硫的氣氛中加熱。
2、4J36焊接性能：合金可采用氧乙炔焊、電弧焊、點焊和氫原子焊等方法焊接。由于膨脹系數與合金的化學成分有關，應盡量避免因焊接造成合金成分的改變，因此最好使用氬弧焊，焊接的填充金屬最好含有0.5%～1.5%的鈦，以減少焊接的氣孔和裂縫。
3、4J36零件熱處理工藝：該合金熱處理可分為：消除應力退火、中間退火及穩定化處理。
(1)消除應力退火：為消除零件在機械加工后的殘存應力，要進行消除應力退火：530～550℃，保溫1～2h,爐冷。
(2)中間退火：為消除合金在冷軋，冷拔、冷沖壓過程引起的加工硬化現象，以利于繼續加工。工件加熱到830～880℃，保溫30min，爐冷或空冷。
(3)穩定化處理：為獲得具有較低的膨脹系數又能使其性能穩定的處理。一般采用三段處理。
a)均勻化：在加熱中，合金中的雜質充分固溶和合金化元素趨于均勻。工件在保護氣氛中，加熱到830℃，保溫20min～1h，淬火。
b)回火：在回火過程中能夠部分消除由淬火產生的應力。工件加熱到315℃，保溫1～4h，爐冷。
c)穩定化時效：使合金的尺寸穩定。工件加熱到95℃，保溫48h。對于冷加工或機械加工后的高精度零件，不宜采用高溫處理時，可采用下述消除應力穩定化處理：工件加熱到315～370℃，1～4h。
該合金不能用熱處理硬化。
4、4J36表面處理工藝：表面處理可采用噴砂、拋光或酸洗。合金可用25%鹽酸溶液在70℃下酸洗，清除氧化皮。
4J36
4J36是一種具有超低膨脹系數的特殊的低膨脹鐵鎳合金。其中對碳、錳成分的控制非常重要。冷變形能降低熱膨脹系數，在特定溫度范圍內的熱處理能使熱膨脹系數穩定化。在室溫干燥空氣中4J36具有抗腐蝕性。在其他惡劣環境中，如潮濕空氣中，有可能會發生腐蝕（生銹）。
