4J36
4J3金又称因瓦(INVAR)合金，合金的居里点约为230℃，低于这一温度时合金是铁磁性的，具有很低的膨胀系数，高于这一温度时合金为无磁性的，膨胀系数增大。该合金主要用于制造在气温变化范围内尺寸近似恒定的元件，广泛用于无线电工业、精密仪器、仪表及工业。
1.14J36材料牌号4J36。
1.24J36相近牌号见表1-1。
表1-1[1,2]
俄罗斯 | 英国 | 日本 | 法国 | 德国 | |
32H 32H-BИ - | Invar Nilvar Unipsan36 | Invar Nilo36 36Ni | 不变钢 CactusLE - | InvarStandard Fe-Ni36 - | Vacodil36 Nilos36 |
1.34J36材料的技术标准YB/T5241-1993《低膨胀合金4J32、4J36、4J38和4J40技术条件》。
1.44J36化学成分见表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。
1.54J36热处理制度标准规定的膨胀系数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。
1.64J36品种规格与供应状态品种有棒、管、板、丝和带。
1.74J36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。
1.84J36应用概况与特殊要求该合金是典型低膨胀合金。经航空工厂使用，性能稳定；使用中应严格控制热处理工艺及加工工艺，以保证材料的稳定性。
2.14J36热性能
2.1.14J36溶化温度范围1430～1450℃[1,2]。
2.1.24J36热导率λ=11W/(m?℃)[1,2]。
2.1.34J36比热容c(20～100℃)=515J/(kg?℃)。
2.1.44J36线膨胀系数标准规定α1(20～100℃)≤1.5?10-6℃-1。
合金试样在保护气氛或真空中加热到880℃?20℃，保温1h，以不大于300℃/h冷却，其平均线膨胀系数见表2-1。合金的膨胀曲线见图2-1。
表2-1[1]
温度范围/℃ | /10-6℃-1 | 温度范围/℃ | /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电性能
2.3.14J36电阻率ρ=0.78μΩ?m[1,2]。
2.3.24J36电阻温度系数见表2-2。
表2-2[1,2]
温度范围/℃ | 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居里点Tc=230℃[1,2]。
2.4.24J3金（带材）的磁性能见表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，剩余磁感应强度Br=0.6T，矫顽力Hc=48A/m[1,2]。
2.4.34J3金磁导率与温度的关系（磁场强度400A/m)见表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化学性能合金在大气、淡水、和海水中有一定的耐腐蚀性。
3.14J36技术标准规定的性能
3.24J36室温及各种温度下的力学性能
3.2.14J36硬度合金在退火状态的硬度HV=140[1,2]。
3.2.24J36拉伸性能合金（退火状态）在常温下的拉伸性能见表3-1。在不同冷应变下的拉伸性能见表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持久和蠕变性能
3.44J36疲劳性能
3.54J36弹性性能
3.5.14J36弹性模量合金（退火状态）的弹性模量E=144GPa。
4.14J36相变温度
4.24J36时间-温度-组织转变曲线
4.34J3金组织结构合金为单相奥氏体组织。
4.44J36晶粒度冷应变率ε=60%～70%、厚度d=1mm的带材，在表4-1所示温度下退火1h，空冷后，按YB027-1992标准进行晶粒度评级，结果见表4-1。
表4-1[1,2]
退火温度/℃ | 700 | 750 | 800 | 900 | 1000 | 1050 | 1100 | 1200 |
晶粒度级别 | 开始再结晶 | >10 | >10 | 9.0 | 6.5 | 4.0 | 3.0 | 2.0 |
5.14J36成形性能合金很容易冷、热加工。热加工时应避免在含的气氛中加热。
5.24J36焊接性能合金可采用氧乙炔焊、电弧焊、点焊和氢原子焊等方法焊接。由于膨胀系数与合金的化学成分有关，应尽量避免因焊接造成合金成分的改变，因此好使用氩弧焊，焊接的填充金属好含有0.5%～1.5%的钛，以减少焊接的气孔和裂缝。
5.34J36零件热处理工艺该合金热处理可分为：消除应力退火、中间退火及稳定化处理。
(1)消除应力退火为消除零件在机械加工后的残存应力，要进行消除应力退火：530～550℃，保温1～2h,炉冷。
(2)中间退火为消除合金在冷轧，冷拔、冷冲压过程引起的加工硬化现象，以利于继续加工。工件加热到830～880℃，保温30min，炉冷或空冷。
(3)稳定化处理为获得具有较低的膨胀系数又能使其性能稳定的处理。一般采用三段处理。
a)均匀化：在加热中，合金中的杂质充分固溶和合金化元素趋于均匀。工件在保护气氛中，加热到830℃，保温20min～1h，淬火。
b)回火：在回火过程中能够部分消除由淬火产生的应力。工件加热到315℃，保温1～4h，炉冷。
c)稳定化时效：使合金的尺寸稳定。工件加热到95℃，保温48h。对于冷加工或机械加工后的高精度零件，不宜采用高温处理时，可采用下述消除应力稳定化处理：工件加热到315～370℃，1～4h。
该合金不能用热处理硬化。
5.44J36表面处理工艺表面处理可采用喷砂、抛光或酸洗。合金可用25%溶液在70℃下酸洗，清除氧化皮。
5.54J36切削加工与磨削性能该合金切削加工特性和奥氏体不锈钢相似。加工时采用高速钢或硬质合金刀具，低速切削加工。切削时可使用冷却剂。该合金磨削性能良好。
4J36
材料牌号：4J36精密合金
俄罗斯牌号：32H/32H-BИ
美国牌号：Invar/Nilvar/Unipsan 36
英国牌号：Nilo36/36Ni
德国牌号：Vacodil36/Nilos36
一、4J36精密合金概述：
4J36合金又称因瓦(INVAR)合金，合金的居里点约为230℃，低于这一温度时合金是铁磁性的，具有很低的膨胀系数，高于这一温度时合金为无磁性的，膨胀系数增大。该合金主要用于制造在气温变化范围内尺寸近似恒定的元件，广泛用于无线电工业、精密仪器、仪表及其他工业。
1、4J36材料牌号：4J36。
2、4J36相近牌号：见表1-1。
表1-1[1,2]
3、4J36材料的技术标准：
4、4J36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。
5、4J36热处理制度：标准规定的膨胀系数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。
6、4J36品种规格与供应状态：品种有棒、管、板、丝和带。
7、4J36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。
8、4J36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；使用中应严格控制热处理工艺及加工工艺，以保证材料的稳定性。
二、4J36物理及化学性能：
1、4J36热性能：
(1)、4J36溶化温度范围： 1430～1450℃[1,2]。
(2)、4J36热导率： λ=11W/(m•℃)[1,2]。
(3)、4J36比热容： c(20～100℃)=515J/(kg•℃)。
(4)、4J36线膨胀系数： 标准规定α1(20～100℃)≤1.5×10-6℃-1。
合金试样在保护气氛或真空中加热到880℃±20℃，保温1h，以不大于300℃/h冷却，其平均线膨胀系数见表2-1。合金的膨胀曲线见图 2-1。
2、4J36密度： ρ=8.10g/cm3[1]。
3、4J36电性能：
(1)、4J36电阻率： ρ=0.78μΩ·m[1,2]。
(2)、4J36电阻温度系数： 见表2-2。
三、4J36力学性能：
1、4J36技术标准规定的性能：
2、4J36室温及各种温度下的力学性能：
(1)、4J36硬度： 合金在退火状态的硬度HV=140[1,2]。
(2)、4J36拉伸性能： 合金（退火状态）在常温下的拉伸性能见表3-1。在不同冷应变下的拉伸性能见表3-2。
3、4J36持久和蠕变性能：
4、4J36疲劳性能：
5、4J36弹性性能：
6、4J36弹性模量：合金（退火状态）的弹性模量E=144GPa。
四、4J36组织结构：
1、4J36相变温度：
2、4J36时间-温度-组织转变曲线：
3、4J36合金组织结构：合金为单相奥氏体组织。
4、4J36晶粒度：冷应变率ε=60%～70%、厚度d=1mm的带材
五、4J36工艺性能与要求：
1、4J36成形性能：合金很容易冷、热加工。热加工时应避免在含硫的气氛中加热。
2、4J36焊接性能：合金可采用氧乙炔焊、电弧焊、点焊和氢原子焊等方法焊接。由于膨胀系数与合金的化学成分有关，应尽量避免因焊接造成合金成分的改变，因此最好使用氩弧焊，焊接的填充金属最好含有0.5%～1.5%的钛，以减少焊接的气孔和裂缝。
3、4J36零件热处理工艺：该合金热处理可分为：消除应力退火、中间退火及稳定化处理。
(1)消除应力退火：为消除零件在机械加工后的残存应力，要进行消除应力退火：530～550℃，保温1～2h,炉冷。
(2)中间退火：为消除合金在冷轧，冷拔、冷冲压过程引起的加工硬化现象，以利于继续加工。工件加热到830～880℃，保温30min，炉冷或空冷。
(3)稳定化处理：为获得具有较低的膨胀系数又能使其性能稳定的处理。一般采用三段处理。
a)均匀化：在加热中，合金中的杂质充分固溶和合金化元素趋于均匀。工件在保护气氛中，加热到830℃，保温20min～1h，淬火。
b)回火：在回火过程中能够部分消除由淬火产生的应力。工件加热到315℃，保温1～4h，炉冷。
c)稳定化时效：使合金的尺寸稳定。工件加热到95℃，保温48h。对于冷加工或机械加工后的高精度零件，不宜采用高温处理时，可采用下述消除应力稳定化处理：工件加热到315～370℃，1～4h。
该合金不能用热处理硬化。
4、4J36表面处理工艺：表面处理可采用喷砂、抛光或酸洗。合金可用25%盐酸溶液在70℃下酸洗，清除氧化皮。
4J36
4J36是一种具有超低膨胀系数的特殊的低膨胀铁镍合金。其中对碳、锰成分的控制非常重要。冷变形能降低热膨胀系数，在特定温度范围内的热处理能使热膨胀系数稳定化。在室温干燥空气中4J36具有抗腐蚀性。在其他恶劣环境中，如潮湿空气中，有可能会发生腐蚀（生锈）。
