因瓦合金4J32超級詳細分析成分性能

（下一篇整理4J36超級實用的性能介紹）

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材料牌號 4J32。

1.2 4J32相近牌號 見表1-1。

表1-1[1～4]

1.3 4J32材料的技術標準 YB/T 5241-1993 《低膨脹合金4J32、4J36、4J38和4J40技術條件》。

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，其線膨脹系數值最高。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。

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]

2.4.1 4J32居里點 Tc=220℃[1]。

2.4.2 4J32合金的磁性能 見表2-3。

表2-3[1,2]

在4000A/m下，剩余磁感應強度Br=0.58T，矯頑力Hc=75A/m[1,2]。

2.5 4J32化學性能 合金在大氣、淡水、和海水中有一定的耐腐蝕性。  

三、4J32力學性能 

3.1 4J32技術標準規定的性能

3.2 4J32室溫及各種溫度下的力學性能

3.2.1 4J32硬度 合金（退火狀態）硬度HV=150[1,2]。

3.2.2 4J32拉伸性能 合金（退火狀態）在常溫下的拉伸性能見表3-1。

表3-3[1]

3.3 4J32持久和蠕變特性

3.4 4J32疲勞特性

3.5 4J32彈性特性

3.5.1 4J32彈性應變速率合金（淬火情況）的彈性應變速率E=141GPa[1,2]。

四、4J32組織架構

4.1 4J32改變溫度γ→α改變溫度在-60℃下列。

4.2 4J32時間-溫度-機構變化曲線圖

4.3 4J32合金組織架構合金按1.5要求的熱處理制度解決后，再經-60℃冷速2h，不可出現馬氏體機構。但當合金成份不那時候，在常溫下或超低溫下將產生不一樣水平的奧氏體不銹鋼(γ)向纖維狀馬氏體(α)變化，改變時隨著著容積澎漲效用。合金的熱膨脹系數相對提高。危害合金超低溫機構可靠性的關鍵要素是合金的成分。從Fe-Ni-Co三元相圖中能夠 見到，鎳是平穩γ相的主要元素。鎳成分值高有益于γ相的平穩。銅也是平穩合金機構的關鍵原素。隨合金總形變率提升，其機構越趨于平穩。合金成份縮松也將會導致部分地區的γ→α改變。除此之外，晶體粗壯也會推動γ→α改變。

五、4J32使用性能與規定

5.1 4J32成型特性該合金非常容易冷、熱處理。熱處理時要防止在硫含量的氛圍中加溫。

5.2 4J32電焊焊接特性合金可選用纖焊、電弧焊接、電阻焊機等方式電焊焊接。因為熱膨脹系數與成分相關，應盡量減少導致合金成份的更改，因而最好是選用氬弧焊機。

5.3 4J32零件熱處理加工工藝熱處理可分成：清除地應力淬火、正中間淬火及防老化解決。

(1)清除地應力淬火為清除零件在機械加工制造后殘留地應力，要開展清除地應力淬火：530～550℃，隔熱保溫1～2h,爐冷。

(2)正中間淬火為清除合金在冷扎、冷拉、沖壓全過程造成的冷作硬化狀況，以利于再次生產加工。鋼件加溫到830～880℃，隔熱保溫30min，爐冷或空冷。

(3)防老化解決為得到具備較低的熱膨脹系數又能使其特性平穩。一般選用三段解決。

a)勻稱化：在加溫中，合金中的殘渣充足熱處理回火和合金化元素趨向勻稱。鋼件在維護氛圍中，加溫到830℃，隔熱保溫20min～1h，熱處理。

b)淬火：在淬火全過程中可以一部分清除由熱處理造成的地應力。鋼件加溫到315℃，隔熱保溫1～4h，爐冷。

c)穩定化時效性：使合金的規格平穩。鋼件加溫到95℃，隔熱保溫48h。

針對冷拉或機械加工制造后的高精密零件，不適合選用高溫解決時，可選用以下清除地應力防老化解決：鋼件加溫到315～370℃，1～4h。

該合金不能用熱處理硬底化。

5.4 4J32表層工藝處理金屬表面處理可選用噴砂處理、打磨拋光或酸洗鈍化。合金能用25%鹽酸溶液在70℃下酸洗鈍化，消除氧化皮。

5.5 4J32鉆削生產加工與切削特性該合金鉆削生產加工特點和奧氏體不銹鋼不銹鋼板類似。生產加工時選用彈簧鋼或硬質的合金數控刀片，低速檔鉆削生產加工。鉆削時可應用冷卻液。該合金切削特性優良。