4J36低膨胀合金因瓦合金的零件热处理工艺与热处理性能

4J36 因瓦合金在精密仪器与航天结构中作为低膨胀合金的代表，材料选型与热处理直接决定零件服役尺寸稳定性与力学性能。4J36 通常化学成分以 Ni≈36%（质量分数）为核心，Fe 为基体，C、Si、Mn、Cu 等杂质控制在低 ppm 到 0.3% 级，密度约 8.1 g/cm3，常温线膨胀系数 CTE 在 20–100°C 区间近似 1.2×10^-6/K。热处理工艺以退火/稳定化为主：常规退火 650–750°C，缓慢炉冷或控制冷却以消除内应力并恢复低膨胀特性；退火后硬度 HB 在 100–200 范围，拉伸强度与屈服强度视加工硬化程度而定。热处理过程必须避免过高温度或快速淬火，否则会引起组织非均匀和 CTE 偏移。检验与工艺参照 ASTM 系列和 GB/T 系列标准，同时航空用件可参考 AMS 系列规范，试样热膨胀测试按相应 ASTM/GB/T 热膨胀试验法执行。成本与供应方面，因镍含量高，4J36 成本随 LME 镍价波动而敏感，国内成交价以上海有色网数据为参考，两者价差直接影响原材采购策略。常见材料选型误区有三点：误区一，单看标称 CTE 就替代材料，忽视温度区间与热历史影响；误区二，认为常规淬火/时效能显著提高因瓦强度，实际合金主靠退火与冷加工调控，错误热处理会破坏低膨胀；误区三，低估焊接/热影响区对 CTE 和磁性的影响，盲目采用常规焊接工艺导致局部失稳。技术争议点在于低温时效与微量元素调整是否能在不牺牲延展性与磁性前提下进一步降低室温 CTE：一些数据表明短时低温时效可微幅降低 CTE，另一部分实测则显示长期服役会发生回弹，需要在工艺验证中平衡。总体给出工艺建议：板材或锻件先做 700±25°C 退火 1–2 h，炉冷并做回火稳定化；重要零件做批次抽样热膨胀曲线与磁性测定以建立放行指标。对供应链关注 LME 与上海有色网镍价走势，结合 AMS/ASTM 与 GB/T 对应检测规范，形成双标准体系下的工艺与检验流程，可提升 4J36 因瓦合金零件的尺寸可靠性与批次一致性。