膨胀合金是一种具有反常热膨胀特性的精密合金,广泛用于电子工业、精密量具、精密仪表和低温工程等领域。一般的金属和合金受热时膨胀,膨胀量随温度的升高呈线性增加,但有些合金的热膨胀曲线在某一温度出现弯曲点,在弯曲点以下的热膨胀系数比弯曲点以上的正常热膨胀系数低得多,这种现象称为反常热膨胀特性。
膨胀合金可分为:低膨胀合金和定膨胀合金,
低膨胀合金在弯曲点以下的平均膨胀系数低于3×10-6℃-1;
定膨胀合金在弯曲点以下的平均膨胀系数约为(4~10)×10-6℃-1。
膨胀合金主要有Fe-Ni系、Fe-Ni-Co系和Fe-Ni-Cr系合金等,高铬钢和Co-Fe-Cr系合金也用作膨胀合金,但用量不大。膨胀合金除具有特定的热膨胀系数外,根据不同用途还要求有良好的封接性、可焊性、耐蚀性、可加工性和易切削性,并且在使用温度范围内不允许有引起膨胀特性明显变化的相变。膨胀合金在制造工艺过程中必须准确控制合金的化学成分,其产品一般为棒材、板材、带材、丝材和管材。
膨胀合金物理特性:
1.膨胀系数小
因瓦合金也叫不胀钢,其平均膨胀系数一般为1.5×10-6℃,含镍在36%是达到1.8 ×10-8℃,且在室温-80℃~100℃时均不发生变化。
2.强度、硬度不高
因瓦合金含碳量小于0.05%,硬度和强度不高,抗拉强度在517Mpa左右,屈服强度在276Mpa左右,维氏硬度在160左右,一般可以通过冷变形来提高强度,在强度提高的同时仍具有良好的塑性。
3.导热系数低
因瓦合金的导热系数为0.026~0.032cal/cm·sec·℃ , 仅为45钢导热系数的1/3-1/4。
4.塑性、韧性高
因瓦合金的延伸率和断面收缩率以及冲击韧性都很高,延伸率 δ= 25-35%,冲击韧性αK=18-33公斤 米/厘米2。
膨胀合金应用领域:
(1)精密仪器仪表,光学仪器中的元件,如精密天平的臂,标准件的摆杆,摆轮,钟表的外补偿等;
(2)长度标尺。大地测量基线尺;
(3)各种谐振腔,微波通讯的波导管,标准频率发生器等;
(4)标准电容器的叶片和支承杆等;
(5)液态天然气,液态氢,液态氧等的储蓄罐和运输管道;
(6)热双金属片的被动层;
(7)高分辨率阴极射线管(显象管)中的阴罩;
(8)宇航工业复合材料零件的模子;
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