因瓦合金

基本信息

定义

因瓦合金，也叫做“不变钢”，中文俗称殷钢，是一种镍钢合金，是含镍36%的特殊钢，由于其膨胀系数极小，适合做测量元件。

因瓦是法语“Invar”的音译。

发现者

1896年由瑞士物理学家夏尔•爱德华•纪尧姆（C. E. Guillaume）首先发现。

基本性质

因瓦合金属于铁基高镍合金，通常含有32%-36%的镍，还含有少量的S、P、C等元素，其余为60%左右的Fe，由于镍为扩大奥氏体元素，故高镍使奥氏体转为马氏体的相变降至室温以下，ˉ100～ˉ120℃，因而经退火后，因瓦合金在室温及室温以下一定温度范围内，均具有面心晶格结构的奥氏体组织，也是镍溶于γ-Fe中形成的固溶体，因而因瓦合金具有以下性能。

膨胀系数小

因瓦合金也叫不胀钢，其平均膨胀系数一般为1.5× ℃，含镍在36%是达到1.8 × ℃，且在室温ˉ80℃—+100℃时均不发生变化。

强度、硬度不高

因瓦合金含碳量小于0.05%，硬度和强度不高，抗拉强度在517Mpa左右，屈服强度在276Mpa左右，维氏硬度在160左右，一般可以通过冷变形来提高强度，在强度提高的同时仍具有良好的塑性。

导热系数低

因瓦合金的导热系数为0.026～0.032cal/cm•sec•℃ ， 仅为45钢导热系数的1/3-1/4。

塑性、韧性高

殷瓦合金的延伸率和断面收缩率以及冲击韧性都很高，延伸率 δ= 25-35%，冲击韧性αK=   公斤 • 米/厘米

特性

物理特性

绝大多数的金属和合金都是在受热时体积膨胀，冷却时体积收缩，但因瓦合金由于它的铁磁性，在一定的温度范围内，具有因瓦效应的反常热膨胀，其膨胀系数极低，有时甚至为零或负值。

化学特性

1896年瑞士瑞士科学家学家纪尧姆发现了一种奇妙的合金，这种合金在磁性温度即居里点附近热膨胀系数显著减少，出现所谓反常热膨胀现象（负反常），从而可以在室温附近很宽的温度范围内，获得很小的甚至接近零的膨胀系数，这种合金的组成是64%的Fe和36%的Ni，呈面心立方结构，其牌号为4J36，它的中文名字叫殷钢，英文名字叫殷瓦合金（invar），意思是体积不变。这个卓越的合金对科学进步的贡献如此之大，致使其发现者（瑞士物理学家纪尧姆）为此获得1920年的诺贝尔物理学奖，在历史上他是第一位也是唯一的科学家因一项冶金学成果而获此殊荣。

生产应用

工业应用

主要适用于电器元件与硬玻璃、软玻璃、陶瓷匹配封接的玻封合金，属于低膨胀合金。其状态有硬态和软态两种． 4J36(Invar 36/K93600/1.3912) 因瓦合金/玻封合金在ˉ60度～ˉ80度 大气温度变化内有较低的膨胀系数和良好的可塑性，用于制作在气温变化范围内尺寸近于恒定的元件，广泛用于无线电，精密仪表，仪器和其他行业， 4J36(Invar 36/K93600/1.3912) 因瓦合金/玻封合金用来制作标准量具，微波谐振腔，双金属片被动层等。

制造应用

因瓦合金主要用来制造标准尺、测温计、测距仪、钟表摆轮、块规、微波设备的谐振腔、重力仪构件、热双金属组元材料，光学仪器零件等。熔融法制造。

发展前景

在因瓦合金问世的100多年以来，取其低膨胀系数低这一特征的应用领域迅速扩大问，用因瓦合金制造的精密仪器仪表、标准钟的摆杆、摆轮及钟表的游丝成为早期最重要的产品．在上世纪20年代用因瓦合金代替铂用作于玻璃封接的引丝，大大的降低了成本；到了50年代一60年代，因瓦合金的用途继续扩大，主要用于无线电电子管、恒温器中作控温用的热双金属片、长度标尺、大地测量基线尺等；到了80年代～90年代，广泛用于微波技术、液态气体储容器、彩电的阴罩钢带、架空输电线芯材、楷振腔、激光准直仪腔体、三步重复此刻相机基板等。进人21世纪之后，随着航天技术的飞速发展．新的应用还包括用在航天遥感器、精密激光、光学测量系统和波导管中作结构件、显微镜、天文望远镜中巨大透镜的支撑系统和需要安装透镜的各种各样科学仪器中。

总之，随着因瓦合金不断应用于人造卫星、激光、环形激光陀螺仪和其他先进的高科技产品．而对正向更高水平迈进。