精密合金 K93600 热轧板（厚度≤30mm）采购百科解析

精密合金 K93600 热轧板（厚度≤30mm）采购百科解析

概述：
精密合金 K93600（美国 UNS 编号，中国相近牌号为 4J36）是一种在特定温度范围内具有超低热膨胀系数（CTE） 的定膨胀铁镍基合金，常被称为 “因瓦合金” (Invar)。其热轧板形态（厚度≤30mm）是工业上广泛应用的规格，特别适用于需要优异尺寸稳定性和低膨胀特性的结构部件。了解其核心特性和要求对采购员精准选材、控制质量和成本至关重要。

核心化学成分 (关键采购控制点)

K93600 的成分设计核心在于精确控制镍含量，以获得最低的膨胀系数。其典型成分范围如下（重量百分比，%）：

镍 (Ni)： 35.0 - 37.0% (核心元素，含量控制精度直接影响膨胀性能)

铁 (Fe)： 余量 (主要基体)

碳 (C)： ≤ 0.05% (严格控制，过高会损害低膨胀性和加工性)

锰 (Mn)： ≤ 0.60%

硅 (Si)： ≤ 0.30%

磷 (P)： ≤ 0.025% (严格控制杂质)

硫 (S)： ≤ 0.025% (严格控制杂质)

钴 (Co)： ≤ 1.00% (允许少量存在)

铜 (Cu)： ≤ 0.50% (允许少量存在)

采购关注点：

镍含量精确性： 供应商必须提供符合标准范围（特别是镍含量）的材质证明（CoA），这是保证低膨胀性能的基础。

杂质元素控制： 碳、硫、磷等杂质元素必须严格控制在标准上限以内，过高会显著劣化性能（如增加膨胀系数、降低韧性、影响焊接）。采购时应明确要求杂质含量报告。

一致性： 不同批次间成分的稳定性非常重要，直接影响最终产品性能的一致性。

核心物理与机械性能 (采购评估依据)

超低热膨胀系数 (CTE)： 这是 K93600 最核心的价值所在。

在 室温 (~20°C) 至约 100°C 的温度区间内，其平均热膨胀系数极低，通常在 1.0 - 2.0 × 10⁻⁶ /°C 范围内（具体数值取决于成分精确控制和热处理状态）。

在 -60°C 到 +100°C 范围内，其膨胀系数显著低于普通钢材和其他大多数金属材料。

居里点： 大约在 230°C，在此温度附近膨胀系数会有一个突变点（增大），这是设计和使用时需要考虑的温度上限。

机械性能 (热轧态)：

强度： 热轧板通常具有中等的强度和良好的韧性。

抗拉强度 (Rm)： 约 440 - 550 MPa (取决于具体轧制工艺和厚度)

屈服强度 (Rp0.2)： 约 280 - 350 MPa

伸长率 (A)： ≥ 30% (表现良好的塑性，利于后续成型加工)

硬度： 通常在 135 - 165 HB 范围内。

弹性模量 (E)： 约 140 GPa (比普通钢略低)。

其他物理性能：

密度： 约 8.1 g/cm³。

导热性： 较低，约为 10-12 W/(m·K) (室温)。

导电性： 较低。

磁性： 在居里点 (约230°C) 以下为铁磁性，以上为顺磁性。

采购关注点：

膨胀系数是关键指标： 采购合同中必须明确要求提供符合特定温度范围（如 -60°C 至 +100°C）的平均膨胀系数测试报告或保证值。这是材料是否合格的首要标准。

机械性能需求匹配： 确认最终应用对强度、塑性的具体要求。热轧态是常见供货状态，但如果应用有更高强度要求，可能需要后续热处理（固溶+时效），需在采购时明确状态。

性能报告： 要求供应商提供符合标准（如 ASTM F1684）的物理和机械性能测试报告。

关键特性与应用领域 (采购选材依据)

核心特性：

优异的环境温度范围内的尺寸稳定性。

良好的冷、热加工成型性（热轧板是后续加工的原料）。

可焊接性（需采用特定工艺，如TIG焊、电子束焊等，焊后性能会变化）。

典型应用领域 (厚度≤30mm热轧板常见用途)：

精密仪器仪表： 标准尺、精密测量设备基座/框架、光学平台、激光器腔体等对热胀冷缩极其敏感的部件。

电子封装与半导体： 引线框架基板、需要与陶瓷、玻璃等低膨胀材料匹配封接的金属件。

航空航天： 陀螺仪部件、卫星结构件、需要控制热变形的支架等。

能源领域： LNG运输船储罐的内层薄膜/次屏壁支撑结构（利用其低温下的低膨胀性）。

特殊模具： 要求尺寸精度的模具基体。

其他： 大型望远镜结构件、精密机床部件等。

采购关注点：

应用场景明确： 清晰了解材料在最终产品中的作用（是要求极低膨胀？还是强度与膨胀的平衡？），是选对规格（状态、厚度、性能指标）的前提。

加工环节沟通： 了解后续加工工艺（切割、成型、焊接、热处理），采购时需考虑材料的供货状态是否适配（如是否需要预留加工余量、是否需要退火态以利深冲等）。

采购注意事项

牌号与标准确认： 明确采购的是 UNS K93600 / ASTM F1684 或其他等效标准（如国标 GB/T 15018 中的 4J36）的材料。确保供应商提供的材质证明文件清晰标明牌号和标准号。

规格与公差： 明确热轧板的厚度（≤30mm）、宽度、长度范围及允许公差（厚度公差尤为重要），表面状态要求（如热轧酸洗态）。

性能数据要求： 必须 要求供应商提供：

完整的化学成分分析报告。

关键温度范围（根据应用指定，如 -60°C 至 +100°C）的平均热膨胀系数测试报告。

机械性能测试报告（抗拉强度、屈服强度、伸长率等）。

质量保证文件： 要求提供符合国际或行业标准的材质证明书（CoA），包含炉批号、规格、实测成分和性能数据。

供应商资质： 选择具有生产精密合金经验、质量控制体系完善、信誉良好的供应商。考察其熔炼（真空感应炉更佳）、轧制、检测能力。

特殊要求： 如有特殊包装（防锈、防磕碰）、无损检测要求（如超声波探伤）、特殊热处理状态等，需在采购订单中明确说明。

成本考量： 镍是主要成本因素，价格波动较大。在保证性能和质量的前提下，合理评估采购成本。注意过低的报价可能意味着成分或性能不达标。

总结

精密合金 K93600 (4J36) 热轧板（≤30mm）的核心价值在于其在常温附近卓越的尺寸稳定性（超低热膨胀系数）。采购员在选材时必须严格把控镍含量精确性和关键杂质元素（C, S, P）控制，并强制要求供应商提供实测的热膨胀系数报告及完整的化学成分和机械性能报告。理解材料的应用场景、后续加工需求，并选择可靠的供应商，是确保采购到满足严苛技术要求的高质量 K93600 热轧板的关键。该材料广泛应用于对热膨胀敏感的精密工程领域。