低熱膨脹合金

室溫附近線膨脹係數低於4×10/℃的鐵基、鈷基、鉑基熱膨脹合金，包括經典的因瓦合金(FeNi36)、超因瓦合金(FeNi31C05)、不銹因瓦合金(C054Cr9Fe)及FePt53合金。 不銹因瓦合金線膨脹係數低於超因瓦合金，耐海水腐蝕。 鐵鎳基合金中，鎳+鈷總量為36%時，線膨脹係數最低。

低熱膨脹合金(low expansion alloy)
室溫附近線膨脹係數低於4×10/℃的鐵基、鈷基、鉑基熱膨脹合金，包括經典的因瓦合金(FeNi36)、超因瓦合金(FeNi31C05)、不銹因瓦合金(C054Cr9Fe)及FePt53合金。後者在一40℃附近具有最大負值線膨脹係數(一35×10/℃)，在0～40℃溫度範圍為一2．7×10/℃。不銹因瓦合金線膨脹係數低於超因瓦合金，耐海水腐蝕。不銹因瓦合金和FePt53合金的線膨脹係數對化學成分非常敏感，而且主要元素為稀貴元素，因此用量很少，尤其是FePt53合金幾乎無實用價值。
性能及影響因素主要合金及性能列於表。影響熱膨脹合金性能的最主要因素是化學成分，其次是內應力。鐵鎳基合金中，鎳+鈷總量為36%時，線膨脹係數最低。總量為34%或39%時，線膨脹係數都高於2．5×10/℃。膨脹曲線的彎曲點幾乎與鎳+鈷總量成正比，因此在-40℃附近使用時選用FeNi34合金，在300℃以上使用時選用鎳含量高於42%的鐵鎳合金，因為它們在相應溫度下具有較低的線膨脹係數，儘管在室溫附近線膨脹係數高於FeNi36合金。不銹因瓦合金對化學成分波動更是敏感，比如同是退火態，鈷含量也相同，只是一個含鐵37%、含鉻9%，另一個含鐵36．5%、含鉻9．5%，前者室溫附近的線膨脹係數為-1．2×10/℃，後者為0.05×10/℃內應力可以降低熱膨脹合金的線膨脹係數，例如冷變形和切削加工，或是加熱到高溫後快冷，都使合金線膨脹係數降低。然而隨著時間的推移，內應力釋放，膨脹係數又升高，因此快冷必須結合低溫回火，才能保證性能穩定。
中國低膨脹合金牌號及退火態性能 套用開發 法國是全世界低膨脹合金工業化最早的國家，也是生產牌號最多的國家，有標準因瓦合金、超級因瓦合金、大地測量因瓦合金、低溫因瓦合金及ADR等牌號。日本生產的低熱膨脹合金牌號也較多，除了因瓦合金、超因瓦合金、不銹因瓦合金以外，最近又開發了高強度低熱膨脹合金和無磁低熱膨脹合金，其中MGA-13T合金和KEL-52合金室溫至100℃的平均線膨脹係數為2．5×10/℃，抗拉強度達1100MPa；KEL-11為非鐵磁性，室溫至100℃的平均線膨脹係數低於0.5×10/℃。低熱膨脹合金主要用於微波設備的諧振腔、彩色顯像管的蔭罩、標準尺、大地測量絲、精密天平臂梁、精密電容器片、液態天然氣貯罐和輸送管道、熱雙金屬被動層，以及要求尺寸恆定的精密儀器儀表元件。中國於1958年開始研製低熱膨脹合金，1960年開始批量生產，不久就開發了多種牌號低熱膨脹合金，擴大了生產規模，到60年代中期，不僅按照國家標準供應全國用戶，而且還能滿足某些用戶的特殊要求，例如線膨脹係數低於0.5×10/℃或低於3×10/℃，而抗拉強度高於1000MPa，不含鈷的低熱膨脹合金。上面所提到的低熱膨脹合金，除日本開發的KEL-11以外，都是鐵磁性材料，而一些電子設備和精密儀表元件，如錄音錄像磁頭的支架、彩色顯像管零件、電子顯微鏡零件、核反應堆附近的測量儀表零件等，使用的低熱膨脹合金應當是非鐵磁性的。使用的大部分低熱膨脹合金是鐵鎳基，韌性高，切削過程不斷屑，嚴重地降低車削速度，而且降低加工件的表面質量，因此不得不在合金中加入硒、鈣、鉛、硫等元素，從而出現了切削因瓦合金。切削因瓦合金中這些元素的總添加量不得超過0.25%，否則低熱膨脹合金的熱膨脹性能和延展性都受到很大影響。標準頻率發生器和波長計等精密器件，既要求恆彈性又要求低熱膨脹特性，有待於研究開發。