因瓦合金小论文.pptVIP

LOGO 个人简介 姓名：无名 单位：材工09-3 学号*** 联系方式：138****1322 Contents 因瓦合金的发现 1 因瓦合金的零膨胀机理 2 性能特征 3 性能改良 4 发展及前景 5 一、因瓦合金的发现 纪尧姆在研究铁镍合金的过程中，一开始发现一种含有24%的镍和2%的铬的铁合金比组成它的铁或镍具有更好的可伸展性，但是就在他往合金中多加一些镍时，发现这种合金的伸展性比起组成它的单一金属延展性要差。经过对镍铁合金进行了系统的研究后，他和他的学生获得了一种优质的镍铁合金，这种合金含有63.8%的Fe和36%的Ni以及0.2%的C，它主要的特征是在加热时膨胀系数很小，远低于当时已知的任何一种金属的膨胀系数，并且只相当于铁的膨胀系数的1/10，在经过适当的回火、压延和旋展后，能够均匀地保持一个近似零的膨胀系数，后来把这种现象称之为因瓦效应。 ext ext 二、因瓦合金的零膨胀机理 元素周期表中的铁、镍、钴等过渡族元素组成的某些合金，由于它们的铁磁性，在一定的温度范围内，热膨胀不符合正常的膨胀规律，具有因瓦效应的反常热膨胀。例如，63.8%的Fe和36%的Ni以及0.2%的C这种因瓦合金在居里点[4]以上的热膨胀与一般合金相似，但在居里点以下形成反常热膨胀，试验表明，它的机理与化学成分及磁性有关，它在一定范围的线膨胀系数是由低膨胀和高膨胀两部分组成，含镍量在一定范围内的增减会引起铁、镍合金线膨胀系数的急剧变化。当含有32%-36%的镍合金具有很低的线膨胀系数，一般平均膨胀系数为?=1.5×10-6∕k当含Ni量达到36%时，因瓦合金热膨胀系数最低，达到a=1.8 ×10-6 ∕k从而可获得低到接近零值甚至负值的热膨胀系数。 该合金在居里温度以上（230oC），失去了磁性，膨胀系数变大，而在居里点Tc附近热胀系数比正常的系数小，出现所谓的“负反常”现象。科学家根据试验结果，在理论方面对其进行了广泛的研究，研究表明因瓦效应主要是在具有面心立方的γ-Fe中出现，在γ相和α相的相界，当α相为零时就出现因瓦效应，像这样关于只在γ-Fe系合金中出现因瓦效应的原因，目前有各种解释，但是大多数人认为，有两种: （1）在Fcc合金中，Fe具有高自旋和低自旋两种不同的能态，高自旋态使铁磁性稳定并使合金的体积膨胀。 这样从居里温度以上的温度区逐渐降低过程中Fe从低自旋向高自旋能态过渡，使合金体积逐渐膨胀。但是，随着温度的降低，晶格振动减弱，合金体积也同时缩小，这种效应与Fe的磁性膨胀之间发生冲突，结果使实际体积变化减小，产生正的自发体积磁致伸缩，使因瓦合金在居里点附近出现所谓的“负反常”。（2）因瓦合金的费米能级位于d能带低能态密度附近，从而在铁磁性极化的同时，电子动能的增长比普通合金大得多，能带宽度减小（能态密度提高），使之力图减少动能的增长，而能带宽度的减小相当于晶格膨胀，即磁性膨胀，其结果和上述（1）一样，由于晶格膨胀与晶格振动相竞争，于是出现低膨胀特性。 三、性能特征 因瓦合金属于铁基高镍合金，通常含有32%-36%的镍，还含有少量的S、P、C等元素，其余为60％左右的Fe，由于镍为扩大奥氏体元素，故高镍使奥氏体转为马氏体的相变降至室温以下，－100～－120℃，因而经退火后，因瓦合金在室温及室温以下一定温度范围内，均具有面心晶格结构的奥氏体组织，也是镍溶于γ-Fe中形成的固溶体，所以因瓦合金具有以下性能： 1、膨胀系数小.因瓦合金的平均膨胀系数一般为1.5×10-6∕k含镍在36%是达到1.8 ×10-8∕k且在室温－80℃—100℃时均不发生变化。 2、强度、硬度不高 因瓦合金含碳量很少，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号钢的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=18-33kg.m /cm2。 5、其它性能 由于因瓦合金含镍较高，所以提高了钢的淬透性和 可淬性，提高了钢的耐气性，耐蚀性和耐磨性。 四、性能改良 1、固溶强化 加入合金元素一般都能起到一定的强化作用。这是由于加入的合金元素与基体元素原子尺寸及电子结构不同，产生溶质原子的长程内应力场和位错与溶质相遇时的短程作用力，从而产生强化