
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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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。
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。
| 元素 | 含量规格 % |
|---|---|
| Ni | 31.5–33.0 |
| Co | 3.20–4.20 |
| Cu | ≤0.40 |
| Mn | 0.20–0.60 |
| Si | ≤0.20 |
| C | ≤0.05 |
| P | ≤0.020 |
| S | ≤0.020 |
| Fe | 余量 |
| 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 | 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 |
| 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 | 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。
| 产品形态 | ASTM | ASME | 其他对应标准 |
|---|---|---|---|
| 低膨胀铁镍、铁镍钴合金 | YB/T 5241-2014 | YB/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 15018-1994 | GB/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。
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。
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。
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。
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 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。
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 |
|---|---|---|---|---|---|
| 4J32 | 4J32 / Super Invar 类(低膨胀铁镍钴合金) | Ni 31.5–33.0、Fe 余量、Co 3.20–4.20 | Rm 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 |
| 1J50 | 1J50 / Ni49.0–50.5 Fe-Ni 系(无统一 UNS 编号) | Ni 49.0–50.5、Fe 余量、Cu ≤0.20 | Rm 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 |
| 1J79 | 1J79 / 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 |
| 1J80 | 1J80 / 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 |
| 1J81 | 1J81 / 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。
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。