4J32 (Супер-Инвар)

1. Введение в материалы 4J32

Сплав 4J32 также называют супер-инварным сплавом. В температурном диапазоне -60-80℃ его коэффициент расширения ниже, чем у сплава 4J36, но его низкотемпературная стабильность структуры хуже, чем у сплава 4J36. Этот сплав в основном используется для производства высокоточных деталей приборов, размеры которых должны находиться в диапазоне изменения температуры окружающей среды.

2. Технические стандарты на материалы 4J32
YB/T 5241-1993 "Технические условия для сплавов с низким расширением 4J32, 4J36, 4J38 и 4J40".

Образцы для испытаний на коэффициент расширения и устойчивость ткани к низким температурам, указанные в стандарте системы термообработки 4J32, обрабатываются и подвергаются термообработке в соответствии со следующими методами: полуфабрикат нагревается до 840℃±10℃, изолируется в течение 1 ч, закаливается водой, затем образец превращается в готовый образец, изолируется при 315℃±10℃ в течение 1 ч и охлаждается в печи или на воздухе.
Спецификации и условия поставки сортов 4J32 включают прутки, трубы, пластины, шелк и ленты.
В процессе плавки и литья 4J32 используются невакуумные индукционные печи, вакуумные индукционные печи и дуговые печи.
4J32 Обзор применения и специальные требования Этот сплав является типичным сплавом с низким расширением, он давно используется на авиационных заводах и имеет стабильные характеристики. В основном он используется для производства прецизионных деталей с высокоточными размерами в диапазоне температур окружающей среды. Во время использования необходимо строго контролировать процесс термообработки и процесс обработки, а также строго проверять стабильность ткани в зависимости от температуры использования.

3. Физические свойства 4J32

Диапазон температур плавления 4J32 составляет 1430~1450℃[1,2].
Теплопроводность 4J32 λ=13,9 Вт/(м-℃)[1,2].
Стандарт на коэффициент линейного расширения 4J32 предусматривает, что α1 (20~100℃) составляет ≤1,0×10-6℃-1[5].
Как и сплав 4J36, сплав 4J32 имеет самое высокое значение коэффициента линейного расширения при отжиге выше 850 ℃. Быстрая скорость охлаждения может уменьшить коэффициент линейного расширения. Для α1 (комнатная температура ~ 100°C) закалка (быстрая скорость охлаждения) может быть снижена почти в два раза по сравнению с отжигом.

4. Специальная система обработки 4J32

Образцы для испытаний на коэффициент расширения и устойчивость ткани к низким температурам, предусмотренные стандартом, обрабатываются и нагреваются в соответствии со следующими методами: полуфабрикат нагревается до 840℃±10℃, изолируется в течение 1 ч, закаливается водой, затем образец превращается в готовый образец, изолируется при 315℃±10℃ в течение 1 ч и охлаждается печью или воздухом.

Профиль применения 4J32 и специальные требования

Этот сплав является типичным сплавом с низким расширением, он давно используется на авиационных заводах и имеет стабильные характеристики. В основном он используется для производства прецизионных деталей с высокоточными размерами в диапазоне температур окружающей среды. Во время использования необходимо строго контролировать процесс термической обработки и процесс обработки, а также строго проверять стабильность ткани в зависимости от температуры использования.

Структура сплава 4J32:

После обработки сплава 4J32 inwa в соответствии с системой термообработки, указанной в п. 1.5, и последующего охлаждения в течение 2 часов при температуре -60℃, мартенситная структура не должна появляться. Однако, если состав сплава не соответствует требованиям, различные степени аустенита (γ) будут подвергаться трансформации в ацикулярный мартенсит (α) при комнатной или низкой температуре, и фазовый переход будет сопровождаться эффектом объемного расширения. Соответственно, увеличивается коэффициент расширения сплава. Основным фактором, влияющим на стабильность низкотемпературной структуры сплава, является его химический состав. Как видно из троичной фазовой диаграммы Fe-Ni-Co, никель является основным элементом стабильной гамма-фазы. Высокое содержание никеля способствует стабильности гамма-фазы. Медь также является важным элементом, стабилизирующим структуру сплава. По мере увеличения общей скорости деформации сплава его структура становится более стабильной. Сегрегация состава сплава также может вызвать изменение фазы γ→α в локальных областях. Кроме того, крупное зерно способствует фазовому переходу γ→α.

Сплавы с характеристиками 4J32 можно сваривать пайкой, сваркой плавлением, контактной сваркой и другими методами. Поскольку коэффициент расширения связан с химическим составом, следует по возможности избегать изменений в составе сплава, поэтому лучше всего использовать аргонодуговую сварку.
Процесс термической обработки деталей 4J32 можно разделить на: отжиг для снятия напряжения, промежуточный отжиг и стабилизационную обработку.
(1) Отжиг для снятия напряжения Для устранения остаточного напряжения после механической обработки деталей необходимо провести отжиг для снятия напряжения: 530~550 ℃, изоляция в течение 1~2 часов и охлаждение печи.
(2) Промежуточный отжиг предназначен для устранения закалки сплава в процессе холодной прокатки, холодного волочения и холодной штамповки, чтобы облегчить дальнейшую обработку. Нагрейте заготовку до 830-880 ℃, поддерживайте температуру в течение 30 минут, после чего печь охлаждается или охлаждается воздухом.
(3) Стабилизирующая обработка позволяет добиться более низкого коэффициента расширения и стабилизировать эксплуатационные характеристики. Как правило, используется трехступенчатая обработка.
a) Гомогенизация: Во время нагрева примеси в сплаве достаточно растворяются, и легирующие элементы становятся однородными. Заготовку нагревают до 830 °C в защитной атмосфере, выдерживают в тепле от 20 минут до 1 часа и закаливают.
b) Отпуск: В процессе закалки напряжение, возникшее при закалке, может быть частично устранено. Нагрейте заготовку до 315 ℃, держите ее в тепле от 1 до 4 часов, после чего печь охлаждается.
в) Стабилизационное старение: стабилизация размеров сплава. Заготовка нагревается до 95 ℃ и выдерживается в тепле в течение 48 часов.
Если высокотемпературная обработка не подходит для высокотемпературной обработки, можно использовать следующий способ снятия напряжения и стабилизации: заготовку нагревают до 315-370 ℃, 1-4 ч.
Сплав не может быть упрочнен термической обработкой.
Процесс обработки поверхности 4J32 Обработка поверхности может быть пескоструйной, полированной или травленой. Для удаления окалины сплав можно травить при 70°C в растворе соляной кислоты 25%.
Свойства при резке и шлифовке 4J32 Характеристики резки и обработки этого сплава аналогичны аустенитной нержавеющей стали. Для обработки используются высокоскоростные стальные или твердосплавные режущие инструменты, а также низкоскоростная резка и обработка. При резке можно использовать охлаждающую жидкость. Сплав обладает хорошими шлифовальными характеристиками.

5. Области применения 4J32

4J32 - типичный сплав с низким расширением, он давно используется на авиационных заводах и обладает стабильными эксплуатационными характеристиками. В основном он используется для производства прецизионных деталей с высокоточными размерами в диапазоне температур окружающей среды. Во время использования необходимо строго контролировать процесс термической обработки и процесс обработки, а также строго проверять стабильность ткани в зависимости от температуры использования.