一、4J32材料簡介
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。
二、 4J32化學(xué)成分
合金 | % | P | S | Ni | Co | Mo | Cu | C | Mn | Si | Fe |
4J32 | 最小 | - | - | 31.5 | 3.2 | 4.8 | 0.40 | - | 0.20 | - | 余量 |
最大 | 0.020 | 0.020 | 33.0 | 4.2 | 5.2 | 0.80 | 0.05 | 0.60 | 0.20 |
4J32材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) YB/T 5241-1993 《低膨脹合金4J32、4J36、4J38和4J40技術(shù)條件》。
在平均線膨脹系數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下,允許鎳含量偏離上表規(guī)定范圍。
三、4J32物理性能
物理性能:
密度 | 8.1 g/cm3 |
溶點(diǎn) | 1430~1450°C |
電阻率 | 0.77μΩ·m |
熱導(dǎo)率 | λ=13.9W/(m?℃) |
力學(xué)性能:
合金牌號 | 試樣熱處理制度 | 平均線脹系數(shù) a(10~6°C) | |
20~100°C | 20~300°C | ||
4J32 | 將半成品試樣加熱至840±10°C,保溫1H,水淬,再將試樣加工為成品試樣,在315±10°C保溫1H隨爐冷或空冷 | ≤1.0 |
合金狀態(tài) | 抗拉強(qiáng)度 σb/MPa | 屈服強(qiáng)度σp0.2/Mpa | 伸長率 A5 % | 收縮率Ψ/% |
4J32 | 470 | 302 | 25 | 72 |
4J32典型膨脹系數(shù):
牌號 | 平均線脹系數(shù)(10~6°C) | |||||
20~50°C | 20~100°C | 20~200°C | 20~300°C | 20~400°C | 20~500°C | |
1J85 | 0.7 | 0.8 | 1.4 | 4.3 | 7.2 | 9.3 |
四、4J32特處理制度
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的膨脹系數(shù)及低溫組織穩(wěn)定性的性能檢驗(yàn)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。
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(yán)格控制熱處理工藝及加工工藝,根據(jù)使用溫度應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)其組織穩(wěn)定性。
4J32 合金組織結(jié)構(gòu):
4J32因瓦合金按1.5規(guī)定的熱處理制度處理后,再經(jīng)-60℃冷速2h,不應(yīng)出現(xiàn)馬氏體組織。但當(dāng)合金成分不當(dāng)時(shí),在常溫或低溫下將發(fā)生不同程度的奧氏體(γ)向針狀馬氏體(α)轉(zhuǎn)變,相變時(shí)伴隨著體積膨脹效應(yīng)。合金的膨脹系數(shù)相應(yīng)增高。影響合金低溫組織穩(wěn)定性的主要因素是合金的化學(xué)成分。從Fe-Ni-Co三元相圖中可以看到,鎳是穩(wěn)定γ相的主要元素。鎳含量偏高有利于γ相的穩(wěn)定。銅也是穩(wěn)定合金組織的重要元素。隨合金總變形率增加,其組織越趨向穩(wěn)定。合金成分偏析也可能造成局部區(qū)域的γ→α相變。此外,晶粒粗大也會(huì)促進(jìn)γ→α相變。
五、4J32應(yīng)用領(lǐng)域
4J32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(yán)格控制熱處理工藝及加工工藝,根據(jù)使用溫度應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)其組織穩(wěn)定性。