殷鋼[金屬材料]

殷鋼，（Invar Steel的音譯），屬於鐵鎳合金的一種，其成分為鎳36%，鐵63.8%，碳0.2%。

基本定義

這種材料最大的特點就是隨溫度的變形極小，適合於製作對溫度變形有嚴格要求的零件。殷鋼及與殷鋼有相似特性的材料有：殷鋼35Ni-65Fe，32Ni-64Fe-4Co(超殷鋼),37Fe-32Co-11Cr（不銹殷鋼）和非晶合金83Fe-17B等。

1896年殷鋼由瑞士物理學家夏爾·愛德華·紀堯姆（C. E. Guillaume）首先發現。

基本性質

殷瓦合金屬於鐵基高鎳合金，通常含有32%-36%的鎳，還含有少量的S、P、C等元素，其餘為60%左右的Fe，由於鎳為擴大奧氏體元素，故高鎳使奧氏體轉為馬氏體的相變降至室溫以下，－100～－120℃，因而經退火後，殷瓦合金在室溫及室溫以下一定溫度範圍內，均具有面心晶格結構的奧氏體組織，也是鎳溶於γ-Fe中形成的固溶體，因而殷瓦合金具有以下性能。

殷鋼[金屬材料]

1.膨脹係數小

殷瓦合金也叫不脹鋼，其平均膨脹係數一般為1.5×10-6℃，含鎳在36%是達到1.8 ×10-8℃，且在-80℃到+100℃時均不發生變化。

圖為合金熱膨脹係數與鎳所占質量比例的關係，在鎳約占36%時為最小。

2.強度、硬度不高

殷瓦合金含碳量小於0.05%，硬度和強度不高，抗拉強度在517Mpa左右，屈服強度在276Mpa左右，維氏硬度在160左右，一般可以通過冷變形來提高強度，在強度提高的同時仍具有良好的塑性。

3.導熱係數低

殷瓦合金的導熱係數為0.026～0.032cal/cm·sec·℃ ， 僅為45鋼導熱係數的1/3-1/4。

4.塑性、韌性高

殷瓦合金的延伸率和斷面收縮率以及衝擊韌性都很高，延伸率 δ= 25-35%，衝擊韌性αK=18-33公斤 · 米/厘米

特性

物理特性

絕大多數的金屬和合金都是在受熱時體積膨脹，冷卻時體積收縮，但因瓦合金由於它的鐵磁性，在一定的溫度範圍內，具有因瓦效應的反常熱膨脹，其膨脹係數極低，有時甚至為零或負值。

化學特性

1896年瑞士瑞士科學家學家紀堯姆發現了一種奇妙的合金，這種合金在磁性溫度即居里點附近熱膨脹係數顯著減少，出現所謂反常熱膨脹現象（負反常），從而可以在室溫附近很寬的溫度範圍內，獲得很小的甚至接近零的膨脹係數，這種合金的組成是64%的Fe和36%的Ni，呈面心立方結構，其牌號為4J36，它的中文名字叫殷鋼，英文名字叫因瓦合金（invar），意思是體積不變。這個卓越的合金對科學進步的貢獻如此之大，致使其發現者（瑞士物理學家紀堯姆）因此獲得1920年的諾貝爾物理學獎，在歷史上他是第一位也是唯一的科學家因一項冶金學成果而獲此殊榮。

生產套用

連線套用

主要適用於電器元件與硬玻璃、軟玻璃、陶瓷匹配封接的玻封合金，屬於低膨脹合金。其狀態有硬態和軟態兩種． 4J36(Invar 36/K93600/1.3912) 因瓦合金/玻封合金在-60度--80 度 大氣溫度變化內有較低的膨脹係數和良好的可塑性，用於製作在氣溫變化範圍內尺寸近於恆定的元件，廣泛用於無線電，精密儀表,儀器和其他行業， 4J36(Invar 36/K93600/1.3912) 因瓦合金/玻封合金用來製作標準量具，微波諧振腔，雙金屬波動層等。

製造套用

殷瓦合金在室溫附近的平均熱膨脹係數低於10-6℃-1，主要用來製造標準尺、測溫計、測距儀、鐘錶擺輪、塊規、微波設備的諧振腔、重力儀構件、熱雙金屬組元材料，光學儀器零件等。熔融法製造。

模具套用

隨著複合材料技術的不斷發展，在精密複合材料成型工藝中，普通金屬模具因熱膨脹係數與複合材料不一致而導致複合材料零件尺寸與理論尺寸不一致的問題逐漸顯現。因此在航空航天、軌道交通領域已開始使用殷瓦合金鋼製造精密複合材料模具。