因瓦合金（Ni36Fe）光棒及管件百科解析

一、材料本质与核心价值

因瓦合金（Ni36Fe） 是一种含镍36%、铁64%的精密合金，其核心特性为 超低热膨胀系数（CTE）（室温至100℃仅 1.6×10⁻⁶/℃），在温度波动下近乎保持尺寸不变，被誉为“尺寸稳定性之王”。

二、核心性能解析——采购必读

极端尺寸稳定性

-80℃至230℃区间 膨胀量不足普通钢材的1/10，适用于温变敏感场景（如航天传感器基座、光刻机镜筒）。

采购提示：需供应商提供第三方CTE检测报告（ASTM E228标准）。

力学性能平衡

抗拉强度：≥440 MPa | 屈服强度：≥280 MPa | 延伸率：≥30%

兼具适度强度与高延展性，避免精密件安装脆裂。

采购关注：要求供应商明确材料状态（退火态/冷加工态），强度差异可达2倍。

特殊物理属性

低导热性（14 W/m·K）：减缓热传递，保护温度敏感元件。

磁屏蔽性：弱磁场环境（<0.01 T）下可替代坡莫合金，降低成本。

三、核心生产用途——选型指南

光棒（精密轴杆/测量基准件）

激光设备：光纤准直器支撑杆（温度漂移<0.1μm/℃）

计量领域：三坐标测量机标定杆、高精度光栅尺基体

半导体：晶圆光刻机镜头定位柱

管件（结构/传输功能一体化）

低温工程：LNG管道连接件（-196℃无收缩泄漏）

航空航天：卫星星载相机镜筒、陀螺仪壳体

科研装置：粒子加速器真空腔体、天文望远镜支架

四、采购质量控制关键点

成分极限控制

镍含量偏差需≤±0.5%（最佳值36.5%），杂质S、P<0.025%，否则CTE急剧上升。

晶粒度评级

ASTM 7-8级为佳（平均晶粒尺寸0.02-0.04mm），晶粒粗大将导致加工开裂。

表面完整性

镜面抛光件需确认Ra≤0.2μm（防止光路散射），工业级管件焊缝必须100%探伤。

五、供应商生产难点警示

热加工开裂敏感：热轧/锻造温度区间窄（900-1100℃），需控温精度±10℃。

冷加工硬化：冷拔管件每道次变形量需≤15%，中间退火（830℃±10℃）必不可少。

焊接特殊性：必须采用氩弧焊（TIG）并匹配专用焊丝（如Invar 36®焊丝）。

六、成本驱动因素——采购议价核心

镍价波动：镍占原料成本70%，采购需关注LME镍期货走势。

成材率：管件冷加工成品率通常仅50%-60%，低价供应商可能省略必要退火工序。

认证成本：航空/医疗领域需NADCAP或ISO 13485认证，溢价约30%-50%。

七、替代方案建议

超低温场景：考虑不锈钢316L（CTE≈16×10⁻⁶/℃），成本降60%但稳定性下降。

轻量化需求：评估碳纤维复合材料（CTE≈0），但导电性/强度各向异性明显。

采购决策总结：因瓦合金光棒/管件适用于温变±50℃内要求微米级形变的高端场景。务必验证供应商成分控制能力、晶粒度报告及特殊工艺认证，避免低价陷阱导致项目失效风险。

镍铬合金是一个大家族，根据其具体的成分（尤其是镍、铬的比例，以及添加的其他关键元素如钼、铁、铝、钛、铌、钨等）和应用（耐高温、耐腐蚀、电阻加热、特殊性能），可以分为不同的类别和牌号。

以下是上海商虎有色金属有限公司一些主要的镍铬合金类别及其常见牌号：

一、耐腐蚀合金/镍基耐蚀合金

这类合金以优异的耐各种腐蚀介质（酸、碱、盐、氧化、还原）而闻名，也常兼具良好的高温性能。

Inconel 系列 (通常含镍量 > 50%，铬 14-23%，添加 Mo, Nb, Cu 等)：

Inconel 600： 基本型，耐高温氧化、耐腐蚀（特别是碱），抗氯离子应力腐蚀开裂。常用。

Inconel 601： 高铬高铝，抗氧化性极佳，尤其适用于高温氧化和渗碳环境。

Inconel 625： 含钼和铌，耐点蚀、缝隙腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂，高强度，焊接性好。应用极其广泛。

Inconel 617： 含钴，高温强度高，抗氧化性好，用于燃气轮机等极端高温环境。

Inconel 718： 含铌和钛，可通过时效硬化获得超高强度，同时具有良好耐腐蚀性和焊接性。应用最广泛的高强高温合金之一。

Inconel X-750： 时效硬化合金，高温强度高，抗氧化性好。

Inconel 690： 高铬（~30%），特别耐高温水腐蚀和应力腐蚀开裂，广泛用于核工业。

Incoloy 系列 (通常含铁量较高 > 10%，镍 30-45%，铬 19-23%，添加 Mo, Cu 等)：

Incoloy 800/800H/800HT： 耐高温氧化和渗碳，耐硝酸、苛性碱腐蚀，应用广泛（炉管、换热器）。H/HT 为高碳型，高温蠕变强度更好。

Incoloy 825： 含钼和铜，耐硫酸、磷酸及应力腐蚀开裂，特别适用于含硫环境。

Incoloy 925： 时效硬化合金，高强度，耐腐蚀（类似 825），用于油气工业。

Hastelloy 系列 (以耐强还原性酸和苛刻环境闻名，通常含高钼)：

Hastelloy C-276： 全能型耐蚀合金，耐强氧化和还原性酸、混合酸、卤化物、局部腐蚀（点蚀、缝隙腐蚀）。极其常用。

Hastelloy C-22： 比 C-276 更高的铬含量，耐氧化性介质和局部腐蚀更好，焊接性更优。

Hastelloy C-2000： 含铜，耐氧化性酸和还原性酸性能均衡。

Hastelloy B-2/B-3： 高钼，专为耐强还原性酸（如盐酸、硫酸）设计，但耐氧化性介质差。

Hastelloy X： 耐高温氧化和燃气腐蚀，高温强度好，用于燃烧室部件。

Monel 系列 (以镍铜合金为主，部分牌号含铬)：

Monel K-500： 镍铜合金添加铝钛时效硬化，高强度，耐海水腐蚀。本身不含铬，但常与镍铬合金并列讨论。

二、电热合金/电阻合金

专门设计用于制造电加热元件，要求在高温下具有高电阻率、稳定的电阻值、良好的抗氧化性和足够的高温强度。镍铬比是关键（如 80Ni-20Cr）。

Cr20Ni80： 中国牌号，最常用的镍铬电热合金之一（80% Ni, 20% Cr）。对应国际上的 Nichrome 80。

Cr15Ni60： 中国牌号（60% Ni, 15% Cr），含铁量较高，成本较低，使用温度稍低。

Cr30Ni70： 中国牌号（70% Ni, 30% Cr），使用温度更高。

Nichrome： 国际通用名称，常见牌号：

Nichrome 80： 对应 Cr20Ni80。

Nichrome 60： 对应 Cr15Ni60。

Nichrome 70： 含铁量低，性能更优。

Nichrome C： 更高铬含量，抗氧化性更好。

Inconel 600/601： 虽然主要归类为耐蚀/高温合金，但其电阻特性也使其常用于制造高品质或特殊要求的加热元件。

三、高温合金/超合金

专为极端高温环境（如涡轮发动机）设计，要求极高的高温强度、抗蠕变、抗氧化和抗热腐蚀性能。

变形高温合金：

Inconel 718： 如前所述，应用最广泛。

Inconel 625： 如前所述。

Inconel 617： 如前所述。

Inconel 713C： 铸造合金，但也常用于变形制品。

Haynes 230： 高铬高钨，抗氧化性极佳，高温强度好。

Waspaloy： 高强度时效硬化合金。

Udimet 720： 高强度涡轮盘材料。

Rene 41： 高强度，但焊接性差。

Nimonic 系列 (如 75, 80A, 90, 105, 115)： 英国发展的重要高温合金系列。

铸造高温合金：

IN-738： 耐热腐蚀性能优异。

IN-713： 常用涡轮叶片材料。

IN-718： 铸造版本。

IN-625： 铸造版本。

Rene 80：

Mar-M247： 高强度铸造合金。

K418/K419： 中国常用牌号。

四、其他特殊镍铬合金

NiCr 70/30, NiCr 80/20： 更通用的名称，指镍铬比例，常用于热电偶正极（如 K 型热电偶正极用 NiCr 90/10 或 NiCr 80/20）。

重要提示

牌号标准： 同一合金在不同国家或标准体系下可能有不同牌号（如美国 UNS 编号、中国 GB/T 牌号、德国 DIN/W.Nr.、日本 JIS 等）。例如：

Inconel 600 ≈ UNS N06600 ≈ NS312 (GB) ≈ 2.4816 (DIN/W.Nr.)

Incoloy 800 ≈ UNS N08800 ≈ NS111 (GB) ≈ 1.4876 (DIN/W.Nr.)

Hastelloy C-276 ≈ UNS N10276 ≈ NS334 (GB) ≈ 2.4819 (DIN/W.Nr.)

具体成分与性能： 以上列出的是一些代表性和最常用的牌号，每个系列下还有很多其他细分牌号，以满足特定需求（如更高的强度、更好的焊接性、特定的耐腐蚀性）。选择合金时，必须根据具体的应用环境（温度、介质、应力状态等）查阅详细的材料数据手册。

应用导向： 在选择牌号时，首先要明确主要需求是耐高温腐蚀、耐化学腐蚀、作为电热元件、还是承受高温高应力？这决定了应优先考虑哪一类合金。

总而言之，镍铬合金牌号众多，以上列举覆盖了主要的商业化和常用牌号。在实际应用中，务必结合具体需求并参考相关标准规范进行选择。