4J36是一种含35.0%〜37.0%(质量分数)Ni、其余为Fe的低膨胀系数合金
4J36合金
4J36合金是一种特殊的低热膨胀Fe-Ni合金,具有超低膨胀系数。控制碳和锰的成分非常重要。冷变形可以降低热膨胀系数,而在特定温度范围内的热处理可以稳定热膨胀系数。Invar 36在常温下的干燥空气中具有耐腐蚀性能。在其他恶劣环境中,如湿气中,可能会出现腐蚀(生锈)现象。
特性,436合金主要用于制造在环境温度变化范围内尺寸高度精确的零部件或尺寸近似恒定的元件,如精密仪器仪表零件、天文仪器构架及钟表摆轮装置等。
4J36

4J36的物理性能如下:
密度ρ:8.1g/cm3
熔点温度范围:1430℃
居里温度:230℃
比热容:515J/kg

4J36可以采用各种焊接工艺,包括钨极焊、金属弧焊、等离子焊、氩弧焊、手工电弧焊等。首选脉冲弧焊。焊接前材料需处于退火状态,清洁无油污、划痕、标记等。必须采用低热输入,并使焊缝温度低于120℃。无需预后热处理。如果推荐的4J36焊接材料的焊接性能与基材相同,则应使用与基材相同的电极。焊接线:ERNiCr-3,焊条:ENiCrFe-3。
4J36具有以下特点:
在-250℃至+200℃范围内,具有极低的热膨胀系数。
具有良好的塑性和韧性。
4J36的品种规格和供货状态如下:
品种分类:可提供各种规格的Invar 36无缝管、Invar 36钢板、Invar 36圆钢、Invar36锻件、Invar 36法兰、Invar 36环件、Invar 36焊管、Invar 36钢带、Invar 36线材及相关焊接材料。

1. 物理性质:4J36合金具有密度为8.11g/cm3,线膨胀系数为0-100℃间为1.2×10^-6/K,20-300℃间为1.5×10^-6/K,其热传导率较低。
2. 化学性质:4J36合金主要成分为Ni 35%-37%,Fe余量。该合金具有很高的耐腐蚀性能,在干燥气氛、水汽和许多化学物质中都表现出良好的耐蚀性。
3. 加工性能:该合金硬度较高,加工难度较大。通常采用加工前进行预影响处理,并采用适当的加工参数、刀具等进行机械加工。
4. 应用领域:膨胀合金4J36广泛应用于精密仪器、量具、天线等需要保持尺寸稳定的领域。同时也被用于火箭与导弹中制造高温部件。

退火工艺对4J36合金冷轧板显微组织的影响:
根据图1所示的Fe-Ni二元合金相图,Fe-Ni二元系有一个包晶反应,一个共析反应,在517℃发生FeNi3的有序无序转变。Ni质量分数为28%〜44%的Fe-Ni合金在缓慢冷却时得到α+γ两相平衡组织,快速冷却时则形成具有面心立方结构的γ固溶体。Ni质量分数在0〜30%范围内,α→γ相变有一温度滞后,Ni含量越高,滞后现象越严重。在Ni质量分数约为36%、Fe质量分数约为63%时,合金在430℃以上处于单相区,且γ相很稳定。

退火工艺对4J36合金冷轧板力学性能的影响:
对每种工艺退火的冷轧板都取5个拉伸试验进行检测,得出4J36合金冷轧板具有较高的屈服强度(745MPa)和抗拉强度(767MPa),且二者差别不大,但是断后伸长率较低,为4.6%左右。由于4J36合金冷轧板的屈服强度和抗拉强度过高,而断后伸长率过低,故需要对其进行退火处理。
图7为4J36合金冷轧板的屈服强度、抗拉强度和断后伸长率随退火时间的变化。从图7可以看出,在750〜1100℃退火,冷轧板组织发生了明显的回复和再结晶,导致晶粒内位错减少,发生退火软化,屈服强度和抗拉强度都大幅度下降,屈服强度下降更明显。随着退火温度的升高、时间的延长,晶粒内的位错密度加速减小,再结晶晶粒开始长大,屈服强度和抗拉强度进一步下降。

退火温度为1100℃时,随着保温时间的延长,抗拉强度下降的幅度逐渐变大,结合显微组织可知,随着退火时间的延长,特别是超过5min以后,冷轧板组织中出现了尺寸异常的晶粒,从而导致抗拉强度急剧下降。

当退火温度高于750°C时,保温3min以上能大幅度提高4J36合金冷轧板的断后伸长率。750°C退火时,断后伸长率随着保温时间的延长而显著提高。保温时间为3〜5min时,断后伸长率上升明显,从38.6%上升到42.6%,上升幅度达10.9%;而保温时间为5〜6min时,断后伸长率从42.6%上升到42.9%,上升幅度仅为0.7%。900°C以上退火时,断后伸长率随着保温时间的延长先升高再降低;1100°C退火后的断后伸长率低于900°C退火后的断后伸长率。
结合显微组织看,高温长时间退火使冷轧板的精力不断长大,进而导致断后伸长率下降。
以上分析表明,退火温度的高低以及保温时间的长短,都会影响4J36合金冷轧板的晶粒大小、强度和塑性。据此,现场生产时,4J36合金冷轧板的退火温度应控制在750°C左右,保温时间控制在3〜4min以内。