4J36因瓦合金（百科）

4J36是一种非常重要且特性独特的合金材料。

1. 4J36是什么材料？

4J36 是中国国标（GB/T 15018-1994）中的牌号，它更广为人知的名字是 因瓦合金 或 殷钢。它的国际通用牌号是 Invar 36。

从材料学角度讲，它是一种 低膨胀铁镍合金，其镍含量稳定在约 36%。这种精确的成分配比是其神奇特性的关键。

2. 核心特性

4J36最突出、最著名的特性是它的 超低热膨胀系数。

主要特性：

超低热膨胀系数

这是其最核心的特性。在室温至约100°C的温度范围内，其平均热膨胀系数极低，通常 低于1.5 × 10⁻⁶/°C，远低于普通钢材（约11 × 10⁻⁶/°C）和大多数其他金属。

物理原理：这种特性源于其独特的铁镍原子结构。在36%的镍含量下，合金的磁致伸缩效应与正常的热膨胀效应相互抵消，导致整体尺寸随温度变化极小。

良好的强度和韧性

虽然不像工具钢那样坚硬，但4J36具有足够的强度和良好的韧性，可以加工成各种结构部件，并承受一定的机械应力。

一定的磁性

4J36在室温下是铁磁性的。然而，当其温度升高到居里点（约230°C） 以上时，会转变为顺磁性，失去磁性。同时，在这个温度以上，其低膨胀特性也会减弱。

良好的加工性

它可以进行冷加工、热加工、切削加工和焊接。但需要注意的是，加工过程可能会引入应力，从而影响其低膨胀性能，因此通常需要进行后续的热处理（稳定化退火）来恢复其最佳性能。

缺点与注意事项：

温度范围限制：其超低膨胀特性主要在-100°C到+260°C的温度区间内有效。超出此范围，膨胀系数会显著增大。

对热处理敏感：为了获得最佳和稳定的低膨胀性能，必须进行严格的热处理。

成本较高：由于其高镍含量和特殊的冶炼工艺，价格比普通钢材昂贵得多。

3. 主要应用领域

正是由于其“热胀冷缩”微乎其微的特性，4J36被广泛应用于对尺寸稳定性要求极高的领域：

精密仪器仪表：

用于制造钟表的摆轮、天文望远镜的镜架、光学测量仪器（如光栅尺、激光测距仪）的骨架和标准尺。确保仪器在不同环境温度下仍能保持极高的精度。

电子工业：

用作微波通讯、雷达系统中的谐振腔体。腔体的尺寸决定了谐振频率，使用因瓦合金可以保证频率不随温度漂移。

用于引线框架、芯片封装基板等，以匹配半导体材料（如硅）的热膨胀系数。

航空航天：

用于制造人造卫星的支撑结构、天线等。卫星在太空中会经历向阳面（高温）和背阳面（极低温）的剧烈温度循环，使用因瓦合金可以确保关键结构的尺寸稳定。

液化天然气运输与储存：

用于制造液化天然气（LNG）运输船储罐的薄膜内壁。LNG的温度极低（-162°C），因瓦合金在此低温下仍能保持良好的强度和极低的收缩率，是确保安全的关键材料。

模具工业：

用于制造复合材料成型的模具，特别是航空航天领域使用的碳纤维复合材料模具。在高温固化过程中，因瓦模具的尺寸几乎不变，能保证复合材料构件成型后的尺寸精度。

总结

项目

描述

材料名称

4J36，又称因瓦合金、殷钢

核心特性

在特定温度范围内具有超低的热膨胀系数

关键成分

约36%的镍，其余主要为铁

主要应用

一切对尺寸稳定性有极端要求的领域，如精密仪器、电子通讯、航空航天、LNG运输等。

简单来说，4J36是一种为了对抗“热胀冷缩”这一自然规律而生的“恒范”合金，是现代高科技工业中不可或缺的关键功能材料。