invar(因瓦合金)介绍

1、1 . Invar目录1发现历史2 Invar的命名3 invar的特性4 invar的发展及应用前景V1 日以»&/jp*g-Ml 占*3>E P*<一1内q/因室温附近长度几乎不变，命名为因瓦合金 （Invar为Invariability的缩写）。中文名【因瓦合金】,也可简称为Invar,即含有35.4%锲的铁合金，中国牌 号4J36等。常温下具有很低的热膨胀系数（-20C 20c之间，其平均值约1.6X 10-6/C）,号称金属之王，是精密仪器设备不可或缺的结构材料。1.1. Invar -发现历史1896年，瑞士籍法国物理学家 纪尧姆（C.E.Guialm

2、e发现该成分的合金具 有的这一特性：在常温下（-80230C）内表现出很小的热膨胀系数。Guilaume由 于该发现也荣获1920年的诺贝尔奖，这是继德国物理学家 伦琴 （Wilhelm.Conrad.Roentgen）之后第二个获此殊荣的物理学家，也是冶金专业第 一个获此殊荣的科学家。1.2. Invar - Invar 的命名因为不同语言之间差异等原因，Invar的命名众多，但是比较常用的名称分 类如下：1 .美、英：Invariable Alloy,另外还有 Invar36, Invar35, Ni36Fe, Fe-Ni36, NiInvar, Unispan36, Ni1036 等；2

3、 .日：不变钢；3 .德:Vacodil36 ,另外还有 Ni1036 等4 .汉：低膨胀合金，另外还有因瓦合金，殷钢，因钢，不胀钢，钿钢，因 瓦，4J36,无膨胀合金等。目前通行的比较规范的写法是 Invar和因瓦1.3. Invar - invar 的特性1 .热膨胀系数小，常温下平均膨胀系数1.6X 10-6/C ,且在室温80 C230c 时比较稳定。2 .强度、硬度不高，抗拉强度在 590Mpa左右，屈服强度在410Mpa左右， 布氏硬度在141HBs左右。3 .导热系数低，为10W/m.K ,仅为45钢导热系数的1/4左右。45号钢的 导热系数为45 W/m.K4 .塑性、韧性、延

4、伸率、断面收缩率以及冲击韧性都很高，延伸率 6 = 3045%,收缩率=5070% 冲击韧性 a K=130-310 J/cm2Invar不能热处理强化，其特性与奥氏体不锈钢类似，但比奥氏体不锈钢还 要难加工。切削加工中主要表现为切削力大、切削温度高。在加工过程中，还具 有软、粘特性和很大的塑性，不易断屑，加剧刀具的磨损，降低工件的加工精度， 因而必须采用高性能刀具。1.4. Invar - invar的发展及应用前景Invar的发现引起了各国科学家的重视，使得Invar无论是从种类还是从性 能和应用上都得到了极大的提高。其发展历程：1. 1927年日本增本量研制出Fe-Ni-Co系Super

5、invar；2. 1931年增本量又研制了 Fe-Ni-Cr系 不锈Invar；3. 1937年德国 A.Kussmann发现了 Fe-Pt和 Fe-Pd 冶金系 Invar；4. 1964年，Invar开始按照工业标准批量生产，成为商用合金材料；5. 20世纪70年代，美国Inco公司研制出Incoloy903合金，使低膨胀合金进 入了高温应用领域；6. 80年代末期，在Invar系列合金的基础上形成了现代低膨胀超合金系列。作为低膨胀合金，者B要求组织稳定性，FeNi36型Invar在接近-273C时也能 保持稳定的奥氏体状态，因而获得最广泛的应用，其应用领域的扩大同样经历了 比较长的过程：

6、1 .早期主要用于制造精密仪器仪表、标准钟的摆杆、摆轮及钟表的游丝；2 .在1920年代用Invar代替铝用作于玻璃封接的引丝，显著降低了成本；3 .到了 1950-1960年代，主要用于电子管、控温用的热双金属片、长度标 尺、大地测量基线尺等；4 .到了 1980-1990年代，广泛用于微波技术、液化气容器、彩电的荫罩、 架空电缆芯材、谐振腔、激光准直仪腔体、光刻机主基板等；5 .进入21世纪之后，随着航天技术的飞速发展，具应用拓展到航天遥感器、 精密激光设备、光学测量系统和波导管结构件、各种显微镜、天文望远镜中大型 透镜的支撑系统以及需要安装透镜的各类科学仪器。2.因瓦合金目录1基本信息1

7、.1 定义1.2 俗名1.3 发现者2基本性质2.1 膨胀系数小2.2 强度、硬度不高2.3 导热系数低2.4 塑性、韧性高3特性3.1 物理特性3.2 化学特性4生产应用4.1 工业应用4.2 制造应用因瓦合金是FeNi36的一种铁锲合金。因为它的热膨胀系数小而出名。它应 用在要求线度稳定性高的地方，如精密仪表等。因瓦合金由瑞士科学家查尔斯爱德华 纪尧姆于1896年发现，由于因瓦合金能改善仪表的性能。为此，纪 尧姆荣获1920年诺贝尔物理奖。2.1. 因瓦合金-基本信息定义因瓦合金（invar,也称为殷钢，改名字原为一商标名），是一种锲铁合金， 其成分为锲36%,铁63.8%,碳0.2%,它

8、的热膨胀系数极低，能在很宽的温度范 围内保持固定长度。俗名因瓦合金，也叫做“不变钢”，中文俗称 股的，是一种锲钢合金，是含锲36% 的特殊钢，由于其膨胀系数极小，适合做测量元件。因瓦是法语“ Invar”的音译。发现者1896年由瑞士物理学家夏尔爱德华纪尧姆（C. E. Guillaume首先发现。 2.2.因瓦合金-基本性质因瓦合金属于铁基高锲合金，通常含有 32%-36%勺锲，还含有少量的S、P、 C等元素，其余为60%左右的Fe,由于锲为扩大奥氏体元素，故高锲使奥氏体转 为马氏体的相变降至室温以下，一100120C,因而经退火后，因瓦合金在室 温及室温以下一定温度范围内，均具有面心品格结

9、构的奥氏体组织，也 是锲溶 于丫-Fe中形成的固溶体，因而因瓦合金具有以下性能。膨胀系数小因瓦合金也叫不胀钢，其平均膨胀系数一般为1.5X 10-6C,含锲在36%是达到1.8 X10-8C,且在室温80 一+100c时均不发生变化。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。导热系数低因瓦合金的导热系数为0.0260.032cal/cm sec C ,仅为45钢导热系 数的 1/3-1/4。塑性、韧性高因瓦合金的延伸率和断面收缩率以

10、及冲击韧性都很高，延伸率6 = 25-35%,冲击韧性a K=18-33公斤米/厘米2.3. 因瓦合金-特性物理特性绝大多数的金属和合金都是在受热时体积膨胀， 冷却时体积收缩，但因瓦合 金由于它的铁磁性，在一定的温度范围内，具有因瓦效应的反常热膨胀，其膨胀 系数极低，有时甚至为零或负值。化学特性1896年瑞士瑞士科学家学家纪尧姆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

11、字叫殷钢，英文名字叫因瓦合金（invar）,意思是体积不变。这个卓越的 合金对科学进步的贡献如此之大，致使其发现者（瑞士物理学家纪尧姆）为此获 得1920年的诺贝尔物理学奖，在历史上他是第一位也是唯一的科学家因一项冶 金学成果而获此殊荣。2.4. 因瓦合金-生产应工业应用主要适用于电器元件与硬玻璃、 软玻璃、陶瓷匹配封接的玻封合金，属于低 膨胀合金。其状态有硬态和软态两种。4J36（Invar 36/K93600/1.3912）因瓦合金/玻封合金在-60度-80度 大气温度变化内有较低的膨胀系数和良好的可塑性， 用于制作在气温变化范围内尺寸近于恒定的元件，广泛用于无线电，精密仪表 ， 仪器和其

12、他行业，4J36（Invar 36K93600/1.3912）因瓦合金/玻封合金用来制作标 准量具，微波谐振腔，双金属片被动层等。制造应用因瓦合金在室温附近的平均 热膨胀系数低于10-6C-1,主要用来制造标准 尺、测温计、测距仪、钟表摆轮、块规、微波设备的谐振腔、重力仪构件、热双金属组元材料,光学仪器零件等。熔融法制造。| 3.因瓦合金的特性来源于 中国钢铁百科 >>原料知识 >>合金因瓦合金（invar alloy）含锲36%的铁基低热膨胀合金，在-50100c范围的平均线膨胀系数低于1. 5X10-6/C,是电子工业和精密仪表工业用量较多的重要材料。1、简史法国人

13、纪尧姆（C. E. Guillaume）为寻找标准尺材料铝钺合金的代用品，在1896 年发明了 FeNi36合金，室温附近的平均线膨胀系数低于 1. 5X 10-6/C,约为 普通钢的1/10o因室温附近长度几乎不变，命名为因瓦合金 （Invar为Invariability 的缩写）。2、特性：因瓦合金为单相奥氏体，甚至在-196C仍不出现马氏体相变，熔点为1450C, 居里温度约为230 C。因瓦合金的平均线膨胀系数及物理、力学性能列于表 1和 表2中。a L因瓦合命的平均线意麻系敷金/V-196-fit)TO-40TO0202(J-5020- 100对-150zo20030-250ZQ30

14、。SoTOO20-500aClX 1U 1.76XJO"1L 7SX10 111* SBX 。71.帕x IQ X 10 L1t.总X 10 *Z. 45XlO"*3. 61X1Lx icr,7； BOx 1L9. 73XIO*国瓦舍金的物理力学性昨r_-_ q J用热系敝，1W <m + K>鼻作澳景/MPa仲It (HV)抗拉强度明jrMPo邺长率杯突愤 /mm导强率/mH * m j队IS&togGJ”】14000HO500加g. a2. 04注*上逑数据均系退火恚试柞在室温下濯用，AalKv.GQSOSQ.COM3、性能影响因素：影响因瓦合金线膨胀系数和尺寸稳定性的最主要因素，首先是化学成分和气 体夹杂物，其次是由冷变形、切削加工以及高温加热后的冷却速度等工艺因素引 起的内应力。能明显提高线膨胀系数的因素是碳和硼的含量， 其次是铝、硅、钮、 铝、铭等元素。氧、氮等气体和非金属夹杂物也使合金的线膨胀系数升高。因瓦 合金中的碳在使用过程中缓慢析出，导致长度发生变化，因此优质因瓦合金应当 是超低碳和超纯的材料。为了降低和稳定因瓦