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因瓦合金

因瓦合金完整牌号汇总(国标 GB + 国际对标)一、国标 GB/T 15001 标准核心牌号(铁镍低膨胀因瓦系列)1. 标准因瓦(常规通用款)4J36俗称:Invar36、殷钢、FeNi36成分:Ni≈36%,Fe 余量国际对标:UNS K

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因瓦合金完整牌号汇总(国标 GB + 国际对标)

一、国标 GB/T 15001 标准核心牌号(铁镍低膨胀因瓦系列)

1. 标准因瓦(常规通用款)

4J36

  • 俗称:Invar36、殷钢、FeNi36

  • 成分:Ni≈36%,Fe 余量

  • 国际对标:UNS K93600、德标 W.Nr 1.3912、Nilo36、Pernifer36、日标 N36、俄标 36Н

  • 用途:用量最大,精密量具、光学基座、航天结构、模具镶件

2. 超因瓦(Super Invar,膨胀系数更低)

4J32(4J32-5)

  • 成分:Ni32%+Co3%,铁基

  • 对标:UNS K93500、Super Invar 32-5

  • 特点:膨胀系数比 4J36 更小,天文望远镜、光刻机、高精度光栅专用

3. 不锈因瓦(耐腐蚀型)

4J38

  • 成分:Ni36%+Cr5%

  • 优势:保留低膨胀同时具备防锈能力,潮湿、轻微腐蚀工况精密零件

4. 延伸易混淆铁镍膨胀合金(市场常归为因瓦大类)

  • 4J42:Ni42,封接合金,膨胀系数高于 4J36

  • 4J45、4J50:更高镍含量低膨胀合金

注:4J29(可伐 Kovar) 属于玻璃封接合金,不属于因瓦合金,注意区分

二、美标 UNS 体系牌号

  1. K93600 = Invar 36(4J36)

  2. K93500 = Super Invar 32-5(4J32)

  3. K93050 = 易切削因瓦 FM/FC Invar36(加硒提升机加工性能)

  4. K94200 = Invar42(对应国标 4J42)

三、德标 DIN/W.Nr 牌号

  1. 1.3912 = Invar36 / 4J36

  2. Nilo32(超因瓦)、Nilo36(标准因瓦)

四、行业商用别名牌号

  • Invar 36、Super Invar 32-5

  • FeNi36、FeNi32Co3

  • 自由切削因瓦:FM Invar、FC Invar

  • Pernifer 36(德国品牌牌号)

极简选型一句话区分

  1. 普通精密、性价比首选:4J36(K93600/1.3912)

  2. 极致超低膨胀超精密:4J32(Super Invar)

  3. 需要防锈耐潮湿环境:4J38 不锈因瓦


因瓦合金(4J36/4J32/4J38)全领域应用 + 对应工况

一、核心温度通用工况(先总览)

1. 4J36(标准因瓦 Invar36,用量最大)

  • 有效稳定温区:-196℃(液氮)~200℃,20~100℃膨胀系数 1.1~1.3×10⁻⁶/℃

  • 限制:居里温度约 230℃,长期使用不可超过 200℃,超温低膨胀特性失效;普通大气干燥环境耐蚀一般,潮湿易轻微氧化生锈

  • 低温性能:-163℃ LNG 超低温无冷脆、韧性完好

2. 4J32(超因瓦 Super Invar)

  • 稳定温区:-100℃~150℃,膨胀系数 0.6~0.9×10⁻⁶/℃(三者最低)

  • 工况:极致高精度、纳米级尺寸零漂移、昼夜 / 高低温循环频繁场景

3. 4J38(不锈因瓦)

  • 稳定温区:-60℃~180℃,保留低膨胀基础上添加 5% Cr

  • 专属工况:潮湿环境、高湿度、弱酸碱轻微腐蚀、户外露天精密部件,替代 4J36 解决生锈问题


二、分行业详细应用 + 精准工况要求

(一)精密计量与光学仪器(最经典核心领域)

1. 4J36 主力应用

  1. 长度计量基准量具场景:一级 / 二级量块、基准因瓦标尺、大地测量基线尺、光栅尺尺体、三坐标 CMM 横梁、测长机基准杆、千分尺主体 工况:车间恒温 20℃基准环境、野外露天昼夜温差 - 10~40℃波动,要求温度变化下刻度长度几乎无漂移,保证测量溯源精度。

  2. 常规光学与激光设备场景:镜头镜筒、激光器谐振腔、光学平台底座、显微镜镜架、红外探测器支架、光谱仪壳体 工况:实验室常温、设备连续工作温升≤80℃,防止热变形导致光路偏移、对焦失准。

  3. 高端计时仪器场景:机械腕表摆轮、游丝、天文钟摆杆 工况:环境温度四季波动,杜绝温度造成走时快慢误差。

2. 4J32(超因瓦专属)

场景:0 级国家基准量块、天文望远镜主镜 / 副镜支撑框架、LIGO 引力波探测基准臂、光刻机光学工件台、激光干涉仪光路基准架、星载光学载荷基座 工况:±30℃大范围温变循环、真空无尘超净间,要求每米温变形量<0.5μm,微米 / 纳米级超高稳定性。

3. 4J38 不锈因瓦

场景:户外露天监测光学探头支架、潮湿实验室水下光学标定基座 工况:高湿度、凝露、沿海盐雾轻微腐蚀环境。

(二)航空航天、军工与空间装备

通用工况

太空极端循环:-170℃深空阴影区~+120℃日照暴晒,真空辐照环境;地面高低温冲击试验、机载机舱温度波动 - 55℃~95℃。

  1. 4J36卫星天线背架、射频微波腔体、惯性陀螺仪外壳、导弹制导精密结构件、航天器传感器安装底座、碳纤维复材热压成型模具(烘箱 180℃固化,模具不变形保证产品尺寸)。

  2. 4J32深空探测器星敏感器支架、原子钟谐振腔体、高精度陀螺转子、载人航天光学瞄准系统结构,对尺寸稳定性要求天花板级别。

  3. 4J38舰载机载露天外露精密仪器骨架、海洋环境飞行器传感器支架,抵御湿气与盐雾腐蚀。

(三)半导体、电子显示与真空设备

工况

恒温无尘洁净车间、高真空腔体、芯片封装热循环(-40℃~125℃反复冷热冲击)

  1. 4J36OLED/MiniLED 蒸镀金属掩膜板 FMM 框架、半导体真空法兰 / 腔体、功率器件陶瓷封装过渡基座、晶振外壳、传感器基板;利用膨胀系数接近硅、氧化铝陶瓷,消除焊接热应力、防止焊点开裂失效。

  2. 4J32光刻机内部精密位移台、晶圆检测光学基准框架、高精度真空定位工装。

  3. 4J38湿法半导体清洗设备内部低膨胀结构件,耐受清洗液微弱腐蚀。

(四)低温能源、LNG 船舶与深冷工程(4J36 最大批量工业场景)

专属苛刻工况:介质温度恒定-163℃液化天然气 LNG、-253℃液氢,冷热交替巨大热冲击、密闭承压舱体

  1. LNG 运输船 GTT 薄膜舱 0.7~1.2mm 波纹内膜板、低温储罐承压内衬、LNG 阀门阀芯与密封环、液氢储运设备支撑结构;

  2. 低温实验设备液氮容器支架、超导设备低温固定骨架; 原理:超低温下几乎无收缩变形,避免舱体焊缝撕裂、介质泄漏,且低温下不会发生钢材冷脆断裂。

注:深冷场景只选用 4J36,4J32、4J38 低温韧性不足不推荐。

(五)其他工业小众应用

  1. 温控双金属组件4J36 搭配高膨胀合金制作温控器、热断路器、自动补偿阀芯,利用膨胀差实现温度触发机械动作;工况:0~150℃反复热启停。

  2. 精密模具与工装注塑精密光学透镜模具、检测治具、坐标定位工装;工况:模具持续工作温升≤180℃,保证产品尺寸一致性。

  3. 地震监测、地质勘探仪器地震仪重锤支架、岩层应力传感器壳体;工况:野外全天候温度、湿度多变环境。


三、牌号快速选型对照表(按工况直接选用)


牌号核心优势优先适用工况禁用 / 受限工况
4J36性价比最高、超低温韧性极佳LNG 深冷、常规精密量具、航天通用结构、电子封装、复材模具长期>200℃、高湿腐蚀环境
4J32膨胀系数最低、极致尺寸稳定天文观测、光刻机、基准计量、深空航天超高精部件低于 - 100℃超低温、成本预算有限项目
4J38防锈耐潮湿、弱腐蚀户外露天、潮湿凝露、盐雾轻微腐蚀精密件-100℃以下深冷、追求极致低膨胀场景

四、使用重要限制(工况避坑)

  1. 所有因瓦合金长期连续工作温度严禁超过 200℃,越过居里温度 230℃后低膨胀特性彻底消失;

  2. 4J36 无防锈能力,潮湿环境必须做钝化 / 电镀防护,直接改用 4J38 更稳妥;

  3. 深冷(LNG、液氢)唯一指定材料为 4J36,另外两个牌号低温力学性能不达标;

  4. 因瓦合金机加工偏粘刀,高精度零件加工后需做去应力时效热处理,避免后期缓慢变形。





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