Invar
Invar
var36,In In In
中文名【因瓦合金】,也可簡稱為 Invar,即含有35.4%鎳的鐵合金,常溫下具有很低的熱膨脹係數(-20℃~20℃之間,其平均值約1.6×10-6/℃),號稱金屬之王,是精密儀器設備不可或缺的結構材料。
1896年,瑞士籍法國物理學家 紀堯姆(C.E.Guialme)發現該成分的合金具有的這一特性:在常溫下(-80~230℃)內表現出很小的熱膨脹係數。Guilaume 由於該發現也榮獲1920年的諾貝爾獎,這是繼德國物理學家 倫琴(Wilhelm.Conrad.Roentgen)之後第二個獲此殊榮的物理學家,也是冶金專業第一個獲此殊榮的科學家。
因為不同語言之間差異等原因,Invar的命名眾多,但是比較常用的名稱分類如下:
1. 美、英:invariable Alloy,另外還有Invar36,Invar35,Ni36Fe,Fe-Ni36,NiInvar,Unispan36,Ni1036等;
2. 日:不變鋼;
3. 德:Vacodil36 ,另外還有Ni1036等
4. 漢:低膨脹合金,另外還有因瓦合金,殷鋼,因鋼,不脹鋼,銦鋼,因瓦, 4j36,無膨脹合金等。
目前通行的比較規範的寫法是 Invar和 因瓦
1.熱膨脹係數小,常溫下平均膨脹係數1.6×10-6/℃,且在室溫-80℃~230℃時比較穩定。
2.強度、硬度不高,抗拉強度在590Mpa左右,屈服強度在410Mpa左右,布氏硬度在141HBS左右。
3.導熱係數低,為10W/m.K ,僅為45鋼導熱係數的1/4左右。
Invar 不能熱處理強化,其特性與奧氏體不鏽鋼類似,但比奧氏體不鏽鋼還要難加工。切削加工中主要表現為切削力大、切削溫度高。在加工過程中,還具有軟、粘特性和很大的塑性,不易斷屑,加劇刀具的磨損,降低工件的加工精度,因而必須採用高性能刀具。
Invar的發現引起了各國科學家的重視,使得Invar無論是從種類還是從性能和應用上都得到了極大的提高。其發展歷程:
1. 1927年日本增本量研製出Fe-Ni-Co 系 Superinvar ;
2. 1931年增本量又研製了Fe-Ni-Cr 系 不銹Invar;
3. 1937年德國A.Kussmann發現了Fe-Pt和Fe-Pd 冶金系 Invar;
4. 1964年,Invar開始按照工業標準批量生產,成為商用合金材料;
5. 20世紀70年代,美國Inco公司研製出Incoloy903合金,使低膨脹合金進入了高溫應用領域;
6. 80年代末期,在Invar系列合金的基礎上形成了現代低膨脹超合金系列。
作為低膨脹合金,都要求組織穩定性,FeNi36 型Invar在接近-273℃時也能保持穩定的奧氏體狀態,因而獲得最廣泛的應用,其應用領域的擴大同樣經歷了比較長的過程:
1. 早期主要用於製造精密儀器儀錶、標準鐘的擺桿、擺輪及鐘錶的遊絲;
2. 在1920年代用Invar代替鉑用作於玻璃封接的引絲,顯著降低了成本;
3. 到了1950-1960年代,主要用於電子管、控溫用的熱雙金屬片、長度標尺、大地測量基線尺等;
4. 到了1980-1990年代,廣泛用於微波技術、液化氣容器、彩電的蔭罩、架空電纜芯材、諧振腔、激光准直儀腔體、光刻機主基板等;