膨脹合金

具有反常熱膨脹特性的一種精密合金，又稱熱膨脹合金，廣泛用於電子工業、精密量具、精密儀表和低温工程等領域。一般的金屬和合金受熱時膨脹，膨脹量隨温度的升高呈線性增加，但有些合金的熱膨脹曲線在某一温度出現彎曲點（不同斜率兩線段切線的交點，如圖1中的Tk所示），在彎曲點以下的熱膨脹係數比彎曲點以上的正常熱膨脹係數低得多，這種現象稱為反常熱膨脹特性。 膨脹合金分低膨脹合金和定膨脹合金，後者又稱封接合金。低膨脹合金在彎曲點以下的平均膨脹係數低於3×10-6℃-1；定膨脹合金在彎曲點以下的平均膨脹係數約為(4～10)×10-6℃-1。膨脹合金主要有Fe-Ni系、Fe-Ni-Co系和Fe-Ni-Cr系合金等,高鉻鋼和Co-Fe-Cr系合金也用作膨脹合金，但用量不大。膨脹合金除具有特定的熱膨脹係數外，根據不同用途還要求有良好的封接性、可焊性、耐蝕性、可加工性和易切削性，並且在使用温度範圍內不允許有引起膨脹特性明顯變化的相變。膨脹合金在製造工藝過程中必須準確控制合金的化學成分，其產品一般為棒材、板材、帶材、絲材和管材。 ^[1] 

1.鐵鎳鈷玻封合金 FeNi29Co17

牌號:4J29( Kovar) 也叫可伐合金（Fe54%、Ni29%和Co17%），其膨脹係數為4.7×10－6/℃。

執行標準:YB/T 5231-93

用途:用於製作與硬玻璃匹配封接的。適用於發射管、振盪管、引燃管、晶體管以及管封插頭、繼電器外殼等電真空器件。在-60℃~+40O℃温度範圍內具有一定的線膨脹係數，能與硬玻璃進行匹配牢固封接。

供貨狀態：帶材，線材,圓鋼,鍛件

2.瓷封合金 牌號:Vacodil42, 4J42，4J33,4J34

執行標準:YB/T 5234-93

用途:用於製作與陶瓷封接的.適用於電真空器件與95% Al2O3陶瓷的匹配封接。在-60℃~+600℃温度範圍內具有與95%Al2O3陶瓷相近的線膨脹係數.

供貨狀態：帶材，線材,圓鋼,鍛件.

3.低膨脹合金 FeNi36, FeNi32CO4Cu，Invar,因瓦合金

牌號:4J32,4J36 4J38,4J40 ，執行標準:YB/T 5241-93 產品性能特點是主要用於:製作在環境温度變化範圍內對尺寸有高精度要求的儀表零件用4J32,4J36合金和高温低膨脹4J40合金及易切削4J38合金。4J36它的熱膨脹係數很低,能在很寬的温度範圍內保持固定的長度。

1896年法國物理學家C.E.Guialme發現了一種奇妙的合金，這種合金在磁性温度即居里點附近熱膨脹係數顯著減少，出現所謂反常熱膨脹現象（負反常），從而可以在室温附近很寬的温度範圍內，獲得很小的甚至接近零的膨脹係數，這種合金，稱為低膨脹合金。這種合金的組成是64%的Fe和36%的Ni，呈面心裏方結構，其牌號為4J36，它的中文名字叫殷鋼，英文名字叫因瓦合金（invar），意思是體積不變又名不膨脹鋼。

1．膨脹係數小

因瓦合金也叫不脹鋼，其平均膨脹係數一般為1.5×10-6℃，含鎳在36%是達到1.8 ×10-8℃，且在室温－80℃~100℃時均不發生變化。

2．強度、硬度不高

因瓦合金含碳量小於0.05%，硬度和強度不高，抗拉強度在517Mpa左右，屈服強度在276Mpa左右，維氏硬度在160左右，一般可以通過冷變形來提高強度，在強度提高的同時仍具有良好的塑性。

3．導熱係數低

因瓦合金的導熱係數為0.026～0.032cal/cm·sec·℃ ， 僅為45鋼導熱係數的1/3-1/4。

4．塑性、韌性高

因瓦合金的延伸率和斷面收縮率以及衝擊韌性都很高，延伸率 δ= 25-35%，衝擊韌性αK=18-33公斤 米/釐米2。

5．其它性能

由於因瓦合金含鎳較高，提高了鋼的淬透性和可淬性，提高了鋼的耐氣性，耐蝕性和耐磨性。 通過因瓦合金的化學成分、金相組織及機械、物理性能分析可知，因瓦合金的切削加工性與奧氏體不鏽鋼類似，但比奧氏體不鏽鋼還要難加工，故因瓦合金在加工中主要具有切削力大、切削温度高、刀具磨損快等特點，因而因瓦合金在加工過程中，出現軟、粘和很大的塑性，切屑不易折斷，增加了切屑和前到面的摩擦，加劇了刀具的磨損，這樣不僅降低了刀具的耐用度，而且降低了工件的加工精度，因而在加工因瓦合金加工時，必須採用高性能的硬質合金塗層刀具和新的加工方法，才能使切削加工順利進行，只要方法得當，就可使難加工的因瓦合金變得很容易加工。

低膨脹合金大都應用於在一定的環境温度要求尺寸近似恆定的元器件中。主要有：(1)精密儀器儀表，光學儀器中的元件，如精密天平的臂，標準件的擺杆，擺輪，鐘錶的外補償等；(2)長度標尺。大地測量基線尺；(3)各種諧振腔，微波通訊的波導管，標準頻率發生器等；(4)標準電容器的葉片和支承杆等；(5)液態天然氣，液態氫，液態氧等的儲蓄罐和運輸管道；(6)熱雙金屬片的被動層；(7)高分辨率陰極射線管(顯象管)中的陰罩；(8)宇航工業複合材料零件的模子；(9)用於人造衞星，激光，環形激光陀螺儀及其他先進的高科技產品。 ^[2]