4J36因瓦合金百科解析

4J36因瓦合金百科解析：揭秘“不热胀冷缩”的金属奇迹

在材料科学的世界里，有一种金属材料因其反直觉的物理特性而独树一帜——它在一定的温度范围内几乎抵抗着自然界最普遍的规律之一：“热胀冷缩”。这就是4J36因瓦合金（Invar，又名殷钢），在中国国家标准中其牌号为4J36，最新标准为GB/T 37797-2019（代替了旧的GB/T 15018标准）。本文将为您全面解析这种神奇合金的奥秘。

一、 什么是4J36因瓦合金？

4J36是一种基于铁（Fe）和镍（Ni）的精密合金，其名义镍含量为36%，故得名“36”。其余为主要为铁，并含有少量其他微量元素。它的核心价值在于其极低的热膨胀系数。

“因瓦”之名源于法语“Invar”，是“Invariable”（不变）的缩写，由瑞士科学家夏尔·纪尧姆（Charles Édouard Guillaume）于1896年发现，他因此项工作荣获1920年诺贝尔物理学奖。该合金的发现，解决了当时精密仪器制造业面临的一个巨大难题。

二、 核心特性：极低的热膨胀系数

这是4J36合金所有应用价值的基石。

机理浅析：其低膨胀特性的根源在于其独特的电子结构和磁性能。在室温附近，合金具有铁磁性。当温度升高时，由于热振动导致的原子间距增大的正常“热膨胀效应”，会被因磁性减弱（热退磁）导致的原子间距缩小的“磁致收缩效应”所补偿。这两种效应相互抵消，最终宏观上表现为尺寸的高度稳定性。

关键温度范围：4J36合金在-60°C至 +80°C的温度区间内表现出最低的热膨胀系数，通常在 1.5 × 10⁻⁶/°C 左右，远低于普通钢材（约 11-13 × 10⁻⁶/°C）。一旦温度超过其居里点（约230°C），磁性消失，磁致收缩效应不复存在，合金将像普通金属一样开始正常膨胀。

三、 其他重要性能

除了核心的低膨胀性，4J36还具备一系列配套的优良性能：

力学性能：具有一定的强度、硬度和良好的塑性，能够进行冷加工和热加工，易于制成丝、带、棒、管等各种形态。

导热性：其导热系数较低，约为普通钢的1/3，这在某些应用中（如恒温器件）也是一个优点。

弹性模量：其弹性模量随温度变化较小，这意味着其刚度在温度变化时保持稳定。

然而，它也有一些缺点：耐腐蚀性一般，接近于碳钢，在潮湿或腐蚀性环境中需要施加保护涂层；加工硬化倾向较强，在冷加工后可能需要通过热处理来恢复塑性。

四、 主要应用领域

4J36合金的独特性能使其成为众多高科技和精密工业领域不可或缺的关键材料：

精密仪器与测量：用于制造天文望远镜、激光干涉仪、精密测量尺、地震仪、光学平台的支架和框架等。任何对尺寸稳定性有极端要求的测量设备中，都可能找到因瓦合金的身影。

电子工业：用于制造彩色显像管和平板显示的荫罩、引线框架、真空电子元件的支撑件等，确保电子束在温度变化时仍能精准定位。

航空航天：用于制造人造卫星的无线频率谐振腔、支撑结构、液态天然气（LNG）和液氢（LH2）的储罐和输送管道。因其低膨胀特性可以最大限度地减少巨大的温度波动带来的结构应力。

能源领域：用于制造液化天然气（LNG）运输船的双层储罐的内层薄膜，直接接触-163°C的液化天然气，其不收缩的特性至关重要。

军事工业：用于制造陀螺仪、惯性导航系统等精密部件。

复合材料模具：在航空航天和F1赛车领域，用于制造碳纤维复合材料固化成型的高精度模具，其低膨胀系数确保了构件尺寸的精确性。

五、 加工与热处理

冷热加工：4J36合金可以进行锻造、轧制、拉拔、冲压等加工。但需注意其冷加工硬化率较高，中间可能需要退火处理。

热处理：为了获得稳定的低膨胀特性并消除加工应力，必须进行严格的热处理。通常包括：

退火：在830±10°C保温30-60分钟，然后以不超过200°C/小时的速度炉冷至400°C以下，再空冷。此过程可使其获得最佳的低膨胀特性。

去应力退火：在较低温度（如350-450°C）下保温，以消除冷加工应力，同时基本保持力学性能。

六、 GB/T 37797-2019 标准的意义

中国的GB/T 37797-2019《精密合金 牌号》 标准整合并规范了包括4J36在内的所有精密合金（如软磁、膨胀、热双金属、电阻等合金）的牌号、化学成分、性能要求等。该标准确保了国产4J36合金材料的质量一致性、可靠性和可追溯性，为下游高端制造业的自主创新发展提供了关键的材料基础保障。

总结

4J36因瓦合金是人类智慧巧妙利用材料物理特性的杰出典范。它从一个看似简单的科学发现，发展成为支撑现代精密工程、航空航天和尖端科技的“隐形冠军”。GB/T 37797标准则从国家层面确立了其生产与应用的规范。正是这种在温度变化中“岿然不动”的稳定性，让我们的科学探索和工业制造得以走向前所未有的精确与可靠。

详细分析

1. 基本信息（源自公开工商信息）

成立时间：2011年11月16日（截至2024年，已运营超过12年，不属于新公司，有一定的行业积淀）。

经营范围：主要涵盖有色金属、金属材料、矿产品、化工产品等的销售，以及从事货物及技术的进出口业务。

2. 优势与积极方面

经验与存续时间：成立超过10年，表明公司在市场竞争中生存了下来，拥有一定的客户资源、供应链关系和行业经验。

地理位置：位于上海这一全国金融、贸易和物流中心，信息灵通，交通便利，便于开展国内及进出口业务。

资质齐全：拥有“货物进出口”资质，意味着可以开展国际贸易业务，这对于有色金属这类大宗商品贸易非常重要。

他们主营的镍基合金通常包括以下几大类和具体牌号：

一、 高温合金系列

这类合金在高温下具有优异的强度、抗蠕变和抗氧化能力。

Inconel 系列：

Inconel 600： 耐高温、耐腐蚀，常用于热处理设备、化学处理行业。

Inconel 601： 极高的抗氧化性，常用于热处理炉构件、工业炉。

Inconel 625： 明星产品，具有优异的疲劳强度和抗氯离子应力腐蚀开裂能力，广泛应用于海洋、航空航天和化工领域。

Inconel 718： 最广泛使用的高温合金之一，在高温下具有极高的强度，是航空发动机和燃气轮机关键部件的首选材料。

Inconel X-750： 通过时效硬化获得高强度，用于燃气轮机零件、火箭发动机部件。

Hastelloy 系列：

Hastelloy C-276： 王牌耐腐蚀合金，对多种苛刻的化学介质有极佳的耐腐蚀性，是化工行业的标杆材料。

Hastelloy C-22： 比C-276更优异的抗点蚀和缝隙腐蚀能力，用于更苛刻的环境。

Hastelloy B-2/B-3： 专门抵抗还原性介质（如盐酸、硫酸）的腐蚀。

二、 耐腐蚀合金系列

这类合金在常温或中温下对各类酸、碱、盐等腐蚀介质有极强的抵抗力。

Monel 系列：

Monel 400： 对氢氟酸、海水、碱液等有极佳的耐蚀性，常用于海洋和化工环境。

Monel K-500： 在Monel 400的基础上增加了强度，具有磁性，用于泵轴、油阀等。

其他镍铜、镍铬合金：

Alloy 20： 优异的抗硫酸腐蚀能力，常用于硫酸环境下的化工设备。

Nickel 200/201： 纯镍，具有优异的耐腐蚀性和导电性，常用于处理苛性碱的环境。

三、 精密合金系列

这类合金具有特殊的物理性能，如低膨胀、恒弹性等。

Invar 36： 因瓦合金，具有极低的热膨胀系数，用于精密仪器、航空航天领域需要尺寸稳定的零件。

Ni-Span-C 902： 恒弹性合金，其弹性模量在一定温度范围内基本恒定，用于高级传感器和精密弹簧。

产品形态

上海商虎通常提供上述合金的多种形态的原材料，包括：

板材、带材

棒材、线材

管材、管件（无缝管、焊管、弯头、三通等）

法兰、锻件

焊材（焊条、焊丝）

重要提示：

具体库存和牌号可能变动： 以上列出的是镍基合金的常见牌号，但公司的具体库存和主营产品可能会根据市场需求和采购情况发生变化。

最佳确认方式： 要获取最准确、最及时的产品信息，强烈建议您直接联系上海商虎有色金属有限公司的销售或客服人员。他们可以提供最新的产品目录、技术参数、价格和现货情况。

官网查询： 您可以访问他们的官方网站（如果有的話）来查看详细的产品介绍。

希望以上信息能对您有所帮助！如果您有特定的应用场景或介质环境，也可以提出，这样可以更有针对性地推荐合适的合金牌号。