退火工艺对4J36因瓦合金冷轧板组织与性能的影响

因瓦合金由于它的铁磁性，在很大的温度变化范围内，具有因瓦效应的反常热膨胀，其膨胀系数极低，有时甚至为零或负值。与因瓦合金相对应的国内典型牌号为4J36合金，含35.0%～37.0%Ni，其余为Fe的低膨胀合金。正是由于这种优点，4J36合金主要用于制造在环境温度变化范围内，尺寸高度精确的零部件和在气温变化范围内尺寸近似恒定的元件。在传感器组件中，4J36合金也得到了较好的应用。近年来随着4J36合金的深入研究，其应用领域也不断扩展，如作为特殊结构材料使用领域包括：光真空工业、海洋长途运输的液化天然气储气罐、特殊传输电缆、大型电子望远镜的基座定位装置、大型飞机复合材料的模具。目前，科研人员通过对4J36合金冷轧板退火工艺的研究，来探索不同退火工艺下冷轧板的组织状态和性能情况。

试验合金由80kg真空冶炼炉冶炼，化学成分如表1所示。经宽度为550mm轧机轧为2.2mm厚板材并进行酸洗后，在450mm冷轧机上冷轧为0.7mm厚板材。在YFX96/12G-YC箱式电阻内进行退火，退火温度分别为650、700、750、800、850℃，保温时间分别为0.5、1、2h，炉冷。

按GB/T 228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》采用线切割的方法沿轧制方向制成板材拉伸试样。在室温下采用Zwick/RoellZ100型拉伸试验机进行检测。在退火后的板材上取金相试样，在DMI5000M显微镜下观察试样显微组织。利用QUANTA 400型扫描电镜观察试样拉伸后的断口形貌。

表1 试验合金的化学成分（质量分数，%）

结果表明：

（1）4J36因瓦合金冷轧后，在700℃以上进行退火，组织由单一的等轴奥氏体组成，随着退火温度的升高和保温时间的延长，奥氏体晶粒逐渐长大并发生了明显的粗化现象。

（2）随着退火温度的升高和保温时间的延长，4J36因瓦合金的屈服强度和抗拉强度明显下降，而伸长率逐渐升高。但保温时间达到2h，800～850℃退火后的伸长率低于750℃退火的伸长率。

（3）拉伸后断口为典型的韧性断口形貌，750℃以下退火时，随着退火温度的提高，韧窝数量逐渐增多，并且深度增加，750℃以上退火时，韧窝数量和深度变化不明显。

（4） 通过对试样结果的比较分析，4J36因瓦合金冷轧后在750℃左右进行退火，保温时间为1h，其综合力学性能最优，且组织均匀细小。