全国咨询热线:

18918633411

4J36 殷钢(Invar36)材料特性与低温尺寸稳定性详解 江苏登蔚冶金

2026.07.29

4J36 殷钢(Invar36)材料特性与低温尺寸稳定性详解

4J36 俗称殷钢 / 因瓦合金,国标铁镍基低膨胀精密合金,对应国际牌号 Invar36、UNS K93600、德标 1.3912,执行标准 YB/T 5241、GB/T 15018。依靠 35.0%~37.0% 镍元素精准配比,产生独特因瓦效应,是超宽温域精密零部件首选低膨胀材料。


一、基础化学成分(质量分数)

Ni:35.0~37.0%;C≤0.05%;Mn:0.2~0.6%;Si≤0.30%;P≤0.02%;S≤0.02%;余量 Fe。

镍含量是控制膨胀系数核心,偏离 36% 区间会直接破坏低膨胀性能;碳、硫、磷杂质需要严格管控,避免低温下出现组织缺陷。


二、综合材料基础特性

  1. 热膨胀核心特点

    居里温度约 230℃;低于居里温度区间具备超低膨胀特性;温度持续超过 230℃,因瓦效应快速消失,膨胀系数急剧上升,因此长期工作温度建议≤200℃。

  2. 力学性能(标准退火态)

    抗拉强度:400~550MPa;屈服强度:220~300MPa;断后伸长率≥35%;硬度 130~180HB。塑性优良,支持轧制、锻造、机加工;缺点是加工硬化明显,切削易粘刀。

  3. 物理参数

    密度 8.1g/cm³;熔点 1430~1450℃;导热系数偏低(约 11W/(m・K));室温铁磁性;耐大气腐蚀一般,潮湿环境易锈蚀,精密零件建议表面防护处理。

  4. 工艺特性

    原材料、冷加工应力、热处理制度会显著改变膨胀系数。机加工后必须做去应力 / 稳定化退火,消除残余应力,防止高低温循环下缓慢蠕变、尺寸漂移。

微信图片_20260309142903_564_29.jpg

三、4J36 低温尺寸稳定性(重点)

1、不同低温区间平均线膨胀系数(标准稳定化退火试样)

2、低温稳定性两大优势

低温下组织稳定,无相变4J36 为单相奥氏体组织,从室温直至液氦温度不会发生相变,不存在相变带来的突变式尺寸跳变。多次冷热循环(低温↔常温),不会产生周期性不可逆变形。广泛用于航天冷热交变工况。

低温韧性优异,无冷脆风险绝大多数碳钢、低合金钢低温韧性断崖下跌;4J36 在液氮、液氢低温条件下持续保持良好塑韧性,低温工况不易开裂,适配 LNG 设备、低温制冷平台、红外探测器冷屏。

3、影响低温长期尺寸稳定性的关键因素(工程重点)

1)残余内应力(最大隐患)锻造、轧制、CNC 切削后留存的应力,在持续低温循环过程中缓慢释放,造成零件缓慢形变。

✅推荐工艺:成品前真空稳定化退火:840~880℃保温 1h,随炉缓慢冷却;精密零部件退火后精加工。

2)原材料供货状态热轧毛坯、冷轧带材、冷拉棒材未经稳定化处理,低温尺寸重复性差,批量零件尽量选用退火状态原料。

3)禁止长期超温使用零件先经历>250℃高温,合金磁有序结构改变,再次进入低温工况时,低膨胀性能永久衰减,尺寸稳定性下降。

4、工程应用场景(依托低温稳定优势)

航空航天:卫星红外探测器冷台、导航陀螺仪支架、太空冷热交变精密结构件;低温工程:液氮 / 液氢装置构件、LNG 设备精密支撑、低温阀门基准件;光学激光:低温光学平台、真空腔体、干涉仪基准结构;电子精密:低温半导体封装基座、真空器件密封构件。


四、选型重要提醒

  1. 如果工况同时存在低温 + 短期高于 230℃,4J36 不再适用,可更换 4J32;

  2. 超高精度产品,采购时可要求厂家提供低温膨胀系数实测报告

  3. 焊接件:焊接后必须整体去应力退火,焊缝区域晶粒变化容易造成低温局部形变不一致;

  4. 若需要更高低温尺寸稳定性,优先选择真空热处理,减少氧化,均匀释放应力。


江苏登蔚冶金科技为江苏省钢铁协会会员单位、抚顺特钢特约经销商,坐落无锡,配套上海、无锡双大型仓储,专业供应各类高端特种合金材料,服务核电、化工、海洋工程、航空装备、新能源等领域。

公司主营高温合金、镍基耐蚀合金、哈氏合金、双相钢、超级奥氏体不锈钢、沉淀硬化钢、钛合金、精密软磁合金全系列材料,常备海量现货,规格全覆盖:板材厚度 0.5–30mm;圆棒 Φ10–300mm,含光圆、黑皮、六角棒;无缝管、毛细管、钢带、锻件、法兰、管件、焊丝均可现货直发。主流现货牌号包含 GH4169、Inconel718/625、C276、Monel400、2205/2507、904L、254SMO、17-4PH、TC4、1J50/1J79 等,同步经销抚顺特钢原厂特材,每批附带 3.1 材质质保书,支持光谱复检。

依托钢厂直供渠道,可提供零切、精割、锻打配套加工,常规规格 3-7 天快速发货,严格遵循国标、美标、日标供货。依托协会资源与原厂特约授权,货源稳定、品质可控,一站式解决高温、强腐蚀工况特种钢材采购需求。

微信图片_20260630112922_927_1.jpg

返回列表