膨胀合金

精密合金

具有反常热膨胀特性的一种精密合金，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。

简介

具有反常热膨胀特性的一种精密合金，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1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。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。

相关连接

1.铁镍钴玻封合金 FeNi29Co17

牌号: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.瓷封合金牌号: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

牌号: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

1896年法国物理学家C.E.Guialme发现了一种奇妙的合金，这种合金在磁性温度即居里点附近热膨胀系数显著减少，出现所谓反常热膨胀现象（负反常），从而可以在室温附近很宽的温度范围内，获得很小的甚至接近零的膨胀系数，这种合金，称为低膨胀合金。这种合金的组成是64%的Fe和36%的Ni，呈面心里方结构，其牌号为4J36，它的中文名字叫殷钢，英文名字叫因瓦合金（invar），意思是体积不变又名不膨胀钢。

性能

1．膨胀系数小

因瓦合金也叫不胀钢，其平均膨胀系数一般为1.5×10-6℃，含镍在36%是达到1.8 ×10-8℃，且在室温－80℃~100℃时均不发生变化。

2．强度、硬度不高

因瓦合金含碳量小于0.05%，硬度和强度不高，抗拉强度在517Mpa左右，屈服强度在276Mpa左右，维氏硬度在160左右，一般可以通过冷变形来提高强度，在强度提高的同时仍具有良好的塑性。

3．导热系数低

因瓦合金的导热系数为0.026～0.032cal/cm·sec·℃ ，仅为45钢导热系数的1/3-1/4。

4．塑性、韧性高

因瓦合金的延伸率和断面收缩率以及冲击韧性都很高，延伸率 δ= 25-35%，冲击韧性αK=18-33公斤米/厘米2。

5．其它性能

加工性能

由于因瓦合金含镍较高，提高了钢的淬透性和可淬性，提高了钢的耐气性，耐蚀性和耐磨性。通过因瓦合金的化学成分、金相组织及机械、物理性能分析可知，因瓦合金的切削加工性与奥氏体不锈钢类似，但比奥氏体不锈钢还要难加工，故因瓦合金在加工中主要具有切削力大、切削温度高、刀具磨损快等特点，因而因瓦合金在加工过程中，出现软、粘和很大的塑性，切屑不易折断，增加了切屑和前到面的摩擦，加剧了刀具的磨损，这样不仅降低了刀具的耐用度，而且降低了工件的加工精度，因而在加工因瓦合金加工时，必须采用高性能的硬质合金涂层刀具和新的加工方法，才能使切削加工顺利进行，只要方法得当，就可使难加工的因瓦合金变得很容易加工。

用途

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先进的高科技产品。

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