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(nèi)，其膨脹系數(shù)比4J36合金低，但低溫組織穩(wěn)定性較4J36合金差。該合金主要用于制造要求在環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)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(shù)標準 YB/T 5241-1993 《低膨脹合金4J32、4J36、4J38和4J40技術(shù)條件》。

1.4 4J32化學(xué)成分  見表1-2。

表1-2%

在平均線膨脹系數(shù)達到標準規(guī)定條件下，允許鎳含量偏離表1-2規(guī)定范圍。

1.5 4J32熱處理制度 標準規(guī)定的膨脹系數(shù)及低溫組織穩(wěn)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(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 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(yīng)爐，真空感應(yīng)爐和電弧爐熔煉。

1.8 4J32應(yīng)用概況與特殊要求 該合金是典型低膨脹合金，經(jīng)航空工廠長期使用，性能穩(wěn)定。主要用于制造在環(huán)境溫度變化范圍內(nèi)尺寸高度精確的精密部件。在使用中應(yīng)嚴格控制熱處理工藝及加工工藝，根據(jù)使用溫度應(yīng)嚴格檢驗其組織穩(wěn)定性。 

二、4J32物理及化學(xué)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(dǎo)率 λ=13.9W/(m?℃)[1,2]。

2.1.3 4J32線膨脹系數(shù) 標準規(guī)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(shù)值最高。冷卻速度快可使線膨脹系數(shù)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(shù)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(shù) 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(yīng)強度Br=0.58T，矯頑力Hc=75A/m[1,2]。

2.5 4J32化學(xué)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(xué)性能 

3.1 4J32技術(shù)標準規(guī)定的性能

3.2 4J32室溫及各種溫度下的力學(xué)性能

3.2.1 4J32硬度 合金（退火狀態(tài)）硬度HV=150[1,2]。

3.2.2 4J32拉伸性能 合金（退火狀態(tài)）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(yīng)變速率合金（淬火情況）的彈性應(yīng)變速率E=141GPa[1,2]。

四、4J32組織架構(gòu)

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(gòu)變化曲線圖

4.3 4J32合金組織架構(gòu)合金按1.5要求的熱處理制度解決后，再經(jīng)-60℃冷速2h，不可出現(xiàn)馬氏體機構(gòu)。但當(dāng)合金成份不那時候，在常溫下或超低溫下將產(chǎn)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(shù)相對提高。危害合金超低溫機構(gòu)可靠性的關(guān)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(wěn)γ相的主要元素。鎳成分值高有益于γ相的平穩(wěn)。銅也是平穩(wěn)合金機構(gòu)的關(guān)鍵原素。隨合金總形變率提升，其機構(gòu)越趨于平穩(wěn)。合金成份縮松也將會導(dǎo)致部分地區(qū)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(guī)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(shù)與成分相關(guān)，應(yīng)盡量減少導(dǎo)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(yīng)力淬火、正中間淬火及防老化解決。

(1)清除地應(yīng)力淬火為清除零件在機械加工制造后殘留地應(yīng)力，要開展清除地應(yīng)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(chǎn)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(shù)又能使其特性平穩(wěn)。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(yīng)力。鋼件加溫到315℃，隔熱保溫1～4h，爐冷。

c)穩(wěn)定化時效性：使合金的規(guī)格平穩(wěn)。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(yīng)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(chǎn)加工與切削特性該合金鉆削生產(chǎn)加工特點和奧氏體不銹鋼不銹鋼板類似。生產(chǎn)加工時選用彈簧鋼或硬質(zhì)的合金數(shù)控刀片，低速檔鉆削生產(chǎn)加工。鉆削時可應(yīng)用冷卻液。該合金切削特性優(yōu)良。