4J32 铁镍钴超因瓦低膨胀合金 实拍图
精密合金

4J32 铁镍钴超因瓦低膨胀合金

4J32 / Super Invar 类(低膨胀铁镍钴合金)

4J32 属超因瓦系低膨胀合金,在 4J36 因瓦的基础上加入 3.20%–4.20% 的钴,把 20–100 ℃ 平均线膨胀系数进一步压到 ≤1.0×10⁻⁶/K。用于光学仪器基座、卫星姿态控制件、精密模具、谐振腔与需要高尺寸稳定性的场合,也常用作双金属热补偿片的被动层。

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直接回答

4J32 属超因瓦系低膨胀合金,在 4J36 因瓦的基础上加入 3.20%–4.20% 的钴,把 20–100 ℃ 平均线膨胀系数进一步压到 ≤1.0×10⁻⁶/K。用于光学仪器基座、卫星姿态控制件、精密模具、谐振腔与需要高尺寸稳定性的场合,也常用作双金属热补偿片的被动层。

牌号对照
4J32 / Super Invar 类(低膨胀铁镍钴合金)
核心成分
Ni 31.5–33.0、Fe 余量、Co 3.20–4.20、Cu ≤0.40
力学性能
Rm 以标准/材质证明书为准(典型 退火态约 500–650 MPa)
执行标准
YB/T 5241-2014 / GB/T 15018-1994
交货形态
圆棒 / 棒材、冷轧带材、冷拉丝材等
典型应用
光学仪器

牌号对照与材料概述

4J32 的成分以镍 31.5%–33.0% 为主体,钴 3.20%–4.20% 是关键添加元素,铜不超过 0.40%,锰 0.20%–0.60%、硅不超过 0.20%,碳不超过 0.05%,余量为铁。因瓦效应来自铁镍合金内部磁交换作用对晶格热膨胀的抵消,加入钴后这一抵消作用在更宽温区内保持有效,20 ℃ 至 100 ℃ 平均线膨胀系数不大于 1.0×10⁻⁶/K,典型约 0.7–0.8,低于 4J36。

4J32 与 4J36 的取舍在于低膨胀与可用温区的平衡。4J36 是标准因瓦,20–100 ℃ 上限 1.5×10⁻⁶/K、典型 1.2–1.4,但到 20–300 ℃ 膨胀系数已升至约 5.1×10⁻⁶/K;4J32 因含钴,低膨胀区更宽且起始值更低,20–300 ℃ 约 4.3×10⁻⁶/K,高温段的表现也更好,但加工性略差、成本略高。若尺寸稳定性只要求在室温附近成立,4J36 更经济。

化学成分(YB/T 5241-2014 / GB/T 15018-1994)

元素含量规格 %
Ni31.5–33.0
Co3.20–4.20
Cu≤0.40
Mn0.20–0.60
Si≤0.20
C≤0.05
P≤0.020
S≤0.020
Fe余量

物理性能

物理性能数值
密度约 8.1–8.2 g/cm³
线膨胀系数≤1.0×10⁻⁶/K(20–100 ℃,标准规定值)
典型线膨胀系数0.7(20–50 ℃)、0.8(20–100 ℃)、1.4(20–200 ℃)
高温线膨胀系数4.3(20–300 ℃)、7.2(20–400 ℃)、9.3(20–500 ℃)
居里温度约 220–230 ℃
电阻率以标准/材质证明书为准
弹性模量约 150 GPa
交付尺寸公差按 GB/T 14985 通用规则

力学性能(按 YB/T 5241 交付棒材、带材、扁材、丝材与管材,膨胀性能按标准试样制度评定)

力学性能标准最小值典型值
抗拉强度 Rm以标准/材质证明书为准退火态约 500–650 MPa
屈服强度 Rp0.2以标准/材质证明书为准约 300–450 MPa
延伸率 A以标准/材质证明书为准退火态约 20–30 %
硬度 HV以标准/材质证明书为准约 150–200

高温力学性能(典型值)

温度抗拉强度 Rm屈服强度 Rp0.2
20 ℃退火态约 500–650 MPa约 300–450 MPa
200 ℃以材质证明书为准以材质证明书为准
400 ℃膨胀系数已明显上升,尺寸稳定性下降膨胀系数已明显上升,尺寸稳定性下降

以上为典型值,交付以实际材质证明书(EN 10204 3.1 MTC)为准。

供货形态与规格

供货形态规格范围状态
圆棒 / 棒材Φ8–200 mm退火态,可按图定制
冷轧带材δ0.2–3.0 mm,宽 100–300 mm退火态
冷拉丝材Φ0.1–5.0 mm退火态
扁材 / 锻件按图定制退火态
管材按图定制退火态

支持按图纸机加工与定制交付;非标规格与批量需求请直接询价。

参考标准明细

产品形态ASTMASME其他对应标准
低膨胀铁镍、铁镍钴合金YB/T 5241-2014YB/T 5241-2005(已废止)含 4J36、4J38、4J32、4J32A、4J40
膨胀合金通用规则GB/T 14985-2007—尺寸、外形、表面质量与检验规则
牌号与成分GB/T 15018-1994GB/T 37797-2019 牌号体系GB/T 13297-2021 包装标志与质量证明书
低温与控膨胀合金GB/T 38960-2020—低温工况可参照

按标准逐项检验:化学成分、力学性能、晶间腐蚀、水压试验、超声波/涡流探伤、尺寸与表面。

热处理与焊接

4J32 的标准试样热处理制度为将半成品试样加热至 840±10 ℃ 保温 1 小时后水淬,再于 315±10 ℃ 保温 1 小时随炉冷或空冷。第一步高温短时保温让组织均匀并消除残余应力,水淬则保留高温下的单相状态;第二步低温时效使因瓦效应的磁性基体达到稳定状态,避免后续加工中因内应力释放而发生膨胀系数漂移。

4J32 的焊接性偏差,焊接热循环会造成局部晶粒粗化、成分偏析与残余应力,而低膨胀合金的尺寸稳定性恰恰依赖内部应力的可控状态,焊缝附近易出现膨胀系数漂移与尺寸变化;若焊缝处于密封面还会影响气密性。仅在必须焊接时采用氩弧焊,严格控制热输入与层间温度,焊后安排去应力处理以稳定尺寸。

采购要点

4J32 采购最需要防的是膨胀系数不符与热处理制度被简化。验收要点:一是索取线膨胀系数实测报告,标准规定 20–100 ℃ 平均值应不大于 1.0×10⁻⁶/K,且必须注明测试温区,不同温区的数值不可互换;二是核对成分,镍 31.5%–33.0%、钴 3.20%–4.20% 是 4J32 的指纹,钴缺失或偏低说明是 4J36 一类材料。

选型问答

4J32 常见提问的直接回答

4J32 是什么材料?主要成分和性能特点是什么?

4J32 的成分以镍 31.5%–33.0% 为主体,钴 3.20%–4.20% 是关键添加元素,铜不超过 0.40%,锰 0.20%–0.60%、硅不超过 0.20%,碳不超过 0.05%,余量为铁。

4J32 怎么选?与 1J50 铁镍高饱和磁感应强度软磁合金 的区别在哪里?

核心差别是低膨胀水平与温区宽度。4J36 是标准因瓦,20–100 ℃ 上限 1.5×10⁻⁶/K、典型 1.2–1.4;4J32 因含钴 3.20%–4.20%,上限压到 1.0×10⁻⁶/K、典型 0.7–0.8,低膨胀区更宽,20–300 ℃ 约 4.3×10⁻⁶/K 也优于 4J36 的 5.1。只要求室温附近尺寸稳定时 4J36 更经济,需要 −60 ℃ 至 60 ℃ 宽温区或更严公差时选 4J32。

4J32 价格多少?多久交货?能否定制?

4J32 不设公开挂牌价,按牌号、规格(直径/壁厚/厚度)、数量与交货状态报价,镍价与批量是主要价格变量;常规规格圆棒与无缝管备有坯料,通常 7–20 天交货;非常规规格、板材与锻件按熔炼排产约 25–45 天,最小起订量按形态协商。支持按图纸机加工与 OEM 定制,常规规格现货、特殊规格排产。

国内有哪些厂家在生产 4J32?怎么选供应商?

国内精密合金的供给集中在几个产业带:东北(辽宁抚顺、鞍山一带的特钢与锻件基地)、华北(京津冀特钢与航空材料体系)、华东(上海及江苏无锡/常州/苏州、浙江的熔炼锻轧与无缝管集群)、西部(陕西宝鸡的钛与高温合金、四川冶金基地、甘肃金昌的镍资源)。像 4J32 这类牌号,既有钢厂直供,也有具备真空感应熔炼(VIM)、电渣(ESR)或真空自耗(VAR)重熔能力与完整检验体系的专业供应商。选择供应商时建议核对四点:① 材质证明书炉批号可追溯;② 有成分、超声波探伤、力学复验能力;③ 能按 YB/T 5241-2014 / GB/T 15018-1994 等对应标准供货并可接受第三方检测;④ 同规格有可查的既往供货业绩。宝昭实业位于上海市松江区,常年供应 4J32 棒材、板材、无缝管、锻件等形态,欢迎按上述要点对样验厂。

4J32 的密度是多少?执行什么标准?

4J32 的密度约为 约 8.1–8.2 g/cm³(详见本页物理参数表)。执行标准主要为 YB/T 5241-2014 / GB/T 15018-1994,并对应相应的 ASTM/ASME/AMS 标准;密度、熔化区间、弹性模量与线膨胀系数等物理参数在不同文献口径下略有出入,交付时以炉号材质证明书实测值为准。需要钢板、锻件、无缝管等不同形态时,物理参数基本一致,力学指标随形态与热处理状态变化,可参考本页力学性能表。

FAQ

4J32 常见问题

4J32 与 4J36 怎么选?+
核心差别是低膨胀水平与温区宽度。4J36 是标准因瓦,20–100 ℃ 上限 1.5×10⁻⁶/K、典型 1.2–1.4;4J32 因含钴 3.20%–4.20%,上限压到 1.0×10⁻⁶/K、典型 0.7–0.8,低膨胀区更宽,20–300 ℃ 约 4.3×10⁻⁶/K 也优于 4J36 的 5.1。只要求室温附近尺寸稳定时 4J36 更经济,需要 −60 ℃ 至 60 ℃ 宽温区或更严公差时选 4J32。
4J32 对应哪些国家标准与国外相近材料?+
产品标准为 YB/T 5241-2014《低膨胀铁镍、铁镍钴合金》,其中同时规定 4J36、4J38、4J32、4J32A、4J40 的尺寸、外形、技术要求与检验规则;尺寸外形与通用检验按 GB/T 14985-2007《膨胀合金》;牌号体系对照 GB/T 37797-2019。国际上对应 Super Invar 超因瓦类材料,低温工况可参照 GB/T 38960-2020。订货时须写明执行标准、交货状态与膨胀系数的测试温区。
4J32 的长期使用温度上限是多少?+
从膨胀特性看,4J32 的低膨胀有效区间大致在 20 ℃ 至 100 ℃,典型值 0.7–0.8×10⁻⁶/K;温度继续升高,20–200 ℃ 约 1.4×10⁻⁶/K、20–300 ℃ 约 4.3×10⁻⁶/K,尺寸稳定性明显下降,因此长期使用温度一般建议控制在 100 ℃ 以内。其居里温度约 220–230 ℃,超过后磁性基体的因瓦效应失效。宽温区使用需按实际温区评估,许用温度以设计规范与材质证明书为准。
4J32 的耐蚀和抗氧化性能如何?+
属中等水平。含镍 31.5%–33.0% 使其在干燥与一般潮湿大气中表面稳定,对弱酸弱碱有一定抗力,但不含高铬量的钝化膜体系,在含氯介质、盐雾与强酸环境中抗力有限,长期使用会产生锈蚀并影响外观与尺寸精度。对低膨胀精密件而言,锈蚀造成的表面粗糙与局部氧化皮还会干扰装配面的贴合与密封,建议做防锈油封存或气相防锈包装,并在洁净条件下完成装配。
4J32 的交货状态与热处理怎么约定?+
按 YB/T 5241 交付棒材、带材、扁材、丝材与管材,膨胀性能按标准规定的试样热处理制度评定,即 840±10 ℃ 保温 1 小时水淬后于 315±10 ℃ 保温 1 小时随炉冷或空冷。实际采购应明确材料是否已完成这一完整热处理流程,仅做高温退火而缺少低温时效的材料,膨胀系数会偏离规定区间。此外低膨胀合金对残余应力敏感,成品机加工后若应力状态改变,还需安排去应力处理以稳定尺寸。
宝昭可供哪些 4J32 规格?交期多久?+
常规覆盖圆棒与棒材 Φ8–200 mm、冷轧带材 δ0.2–3.0 mm(宽 100–300 mm)、冷拉丝材 Φ0.1–5.0 mm,扁材、锻件与管材可按图定制。常规现货规格交期约 10–25 天;大批量棒材与按图定制件需排产,约 25–45 天,具体以熔炼与轧制排产计划确认。
4J32 供货时提供哪些质量证明文件与检验项目?+
每炉批提供 EN 10204 3.1 材质证明书,含炉号、牌号、全元素化学成分、力学性能与热处理记录;膨胀合金另附平均线膨胀系数检验报告,明确标准规定的试样热处理制度与测试温区,并附尺寸与外观检验报告。合同可约定第三方到货复验与见证取样,并可约定按 YB/T 5241 与 GB/T 14985 进行仲裁检验。
采购 4J32 最容易踩哪些坑?+
一是买到未做完整热处理的材料,只做高温退火而缺少 315 ℃ 时效,膨胀系数会明显偏离规定区间;二是把不同温区的膨胀系数混用,20–100 ℃ 与 20–300 ℃ 的数值相差数倍,验收时必须核对温区;三是以 4J36 冒充 4J32,钴含量差异用 XRF 即可判别;四是忽略残余应力影响,机加工后未做去应力处理,成品尺寸会随时间缓慢漂移。
4J32 的价格怎么构成,怎么下单?+
价格主要由镍、钴原料成本与加工形态决定,含钴使其原料成本高于 4J36,附加成本集中在棒材与带材的尺寸精度、低膨胀特性的逐炉膨胀系数实测、以及固溶加时效两步热处理的批次一致性控制。下单请一次给全牌号、执行标准、形态、规格尺寸、数量、交货状态、膨胀系数测试温区与验收方式、交货地与交期,宝昭据此当日报价。

同类牌号参数速览对比

本表为同类牌号关键参数对照,便于横向比较;数值取自对应国家/行业标准公开值,交付以炉号材质证明书为准。

牌号UNS / 编号核心成分 %力学性能交货形态典型应用
4J324J32 / Super Invar 类(低膨胀铁镍钴合金)Ni 31.5–33.0、Fe 余量、Co 3.20–4.20Rm 以标准/材质证明书为准(典型 退火态约 500–650 MPa)圆棒 / 棒材、冷轧带材、冷拉丝材等光学仪器
1J501J50 / Ni49.0–50.5 Fe-Ni 系(无统一 UNS 编号)Ni 49.0–50.5、Fe 余量、Cu ≤0.20Rm 退火态 ≥450 MPa(典型 退火态 450–600 MPa,冷轧态 750–900 MPa)冷轧带材、冷拉丝材、热轧板材等中小功率变压器
1J791J79 / Ni78.5–80.0 Fe-Ni-Mo 系(无统一 UNS 编号)Ni 78.5–80.0、Mo 3.80–4.10、Fe 余量Rm 退火态 ≥550 MPa(典型 退火态 550–700 MPa,冷轧态 800–1000 MPa)冷轧带材、冷拉丝材、热轧板材等磁屏蔽
1J801J80 / Ni79.0–81.5 Fe-Ni-Mo-Si 系(无统一 UNS 编号)Ni 79.0–81.5、Mo 2.60–3.00、Fe 余量Rm 退火态 ≥560 MPa(典型 退火态 560–720 MPa,冷轧态 850–1000 MPa)冷轧带材、冷拉丝材、热轧板材等高频铁芯
1J811J81 / Ni79.0–81.0 Fe-Ni-Mo 系(无统一 UNS 编号)Ni 79.0–81.0、Mo 4.00–5.20、Fe 余量Rm 退火态 ≥550 MPa(典型 退火态 550–720 MPa,冷轧态 820–1000 MPa)冷轧带材、冷拉丝材、热轧板材等弱磁探测

数据来源:YB/T 5241-2014 / GB/T 15018-1994。

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数据来源与更新说明

4J32 铁镍钴超因瓦低膨胀合金 用在什么场景

该牌号常见于光学仪器、航天与空间结构、精密模具等场景的关键部件。可按棒材、板材、无缝管、锻件等形态组织供货,价格按牌号、规格、数量与交货状态核算,如有需要可随货提供符合 EN 10204 3.1 标准的材质证明书。

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