絕大多數金屬和合金在加熱時(shí)膨脹，冷卻時(shí)收縮，但由于瓷磚合金(Invaralloy)由于其鐵磁性，在較大的溫度變化范圍內，由于瓷磚效應的異常熱膨脹，其膨脹系數很低，有時(shí)甚至為零或負值，對應于瓷磚合金的國內典型品牌為4J36合金,含35.0%~37.0%Ni,其余為Fe正是因為這個(gè)優(yōu)勢，低膨脹合金，4J36合金主要用于制造環(huán)境溫度變化范圍內尺寸精確的部件和溫度變化范圍內尺寸近似恒定的部件，如精密儀器、儀器部件、無(wú)線(xiàn)電頻率元件、天文儀器框架和時(shí)鐘擺輪裝置。在傳感器組件中，4J36合金也得到了更好的應用。

近幾年來(lái)隨4J36合金的深入研究也擴大了其應用領(lǐng)域。例如，它被用作一種特殊的結構材料，包括：光真空工業(yè)和長(cháng)途海洋運輸的液化天然氣(LNG)儲氣罐、特殊傳輸電纜、大型電子望遠鏡底座定位裝置、大型飛機復合材料模具，但開(kāi)發(fā)研究主要集中在合金成分和熱軋板熱處理工藝上，但冷軋板熱處理工藝的研究報告較少。本文通過(guò)了4J研究36合金冷軋板退火工藝，探討不同退火工藝下冷軋板的組織狀態(tài)和性能。

試驗材料和方法試驗合金kg化學(xué)成分如表1所示。

退火過(guò)程對顯微組織的影響

圖1顯示了不同退火熱處理狀態(tài)下的金相組織。(a)可以看出,650C退火時(shí)，試樣組織無(wú)明顯變化，為冷軋變形后的纖維奧氏體組織。晶粒沿軋制方向明顯拉長(cháng)，無(wú)再結晶。(b)可以看出，退火溫度為700C當纖維組織形狀發(fā)生顯著(zhù)變化時(shí)，顆粒的長(cháng)寬比降低，顆粒趨于等軸狀，開(kāi)始再結晶。(c)可以看出,750C退火時(shí)，組織中基本沒(méi)有纖維狀變形顆粒，*由細小的等軸顆粒和少量雙晶組成，然后結晶。(c~f)可以看出，隨著(zhù)退火溫度的升高和保溫時(shí)間的延長(cháng)，再結晶顆粒的尺寸顯著(zhù)增加。這是因為晶體邊界的遷移過(guò)程是原子的擴散過(guò)程，因此當形狀變量確定時(shí)，溫度越高，原子擴散越快，粒子生長(cháng)越快。

退火過(guò)程對力學(xué)性能的影響

冷軋后的4J36合金具有較高的屈服強度(740)MPa)抗拉強度(768)MPa),兩者差別不大，但伸長(cháng)率較差，在3%左右。經(jīng)700~750°C退火后,4J36合金組織有明顯的恢復和再結晶過(guò)程，導致顆粒內部位置錯誤減少，退火和軟化，屈服強度和抗拉強度顯著(zhù)降低，屈服強度降低得更多(如圖2所示(a,b)所示)。隨著(zhù)退火溫度的升高，保溫時(shí)間的延長(cháng)，晶粒內部的位錯密度加速，再結晶顆粒開(kāi)始粗化，屈服強度和抗拉強度進(jìn)一步降低。800C以下退火時(shí)，4J36合金伸長(cháng)率隨著(zhù)保溫時(shí)間的延長(cháng)而顯著(zhù)增加，如圖2所示(c)所示。800~8509C退火時(shí)，隨著(zhù)保溫時(shí)間的延長(cháng)，伸長(cháng)率呈先升高再降低的趨勢。隨著(zhù)退火溫度的升高，伸長(cháng)率增加，但保溫時(shí)間達到2h時(shí),800~850C退火時(shí)的伸長(cháng)率.低于750C退火的原因是800C上述退火、高溫和長(cháng)期保溫使晶粒不斷粗化，導致伸長(cháng)率下降。

斷口形貌分析

圖3為4.J36合金拉伸樣品的斷口顯微。從圖3可以看出，在650~750C退火后，樣品拉伸斷口的微觀(guān)形狀呈現出許多韌性窩結構，部分韌性窩沿深度方向呈錐形。隨著(zhù)退火溫度的升高，韌性窩的數量和深度逐漸增加，說(shuō)明塑性變形能力越來(lái)越強。~850C退火時(shí)韌窩數量和深度變化不明顯，說(shuō)明退火在此溫度范圍內，塑性變化不大。

4J36因瓦合金冷軋后，700C上述退火組織由單個(gè)等軸奧氏體組成。隨著(zhù)退火溫度的升高和保溫時(shí)間的延長(cháng)，奧氏體顆粒逐漸生長(cháng)，出現明顯的粗化現象。隨著(zhù)退火溫度的升高和保溫時(shí)間的延長(cháng)，4J由于瓦合金的屈服強度和抗拉強度明顯降低，伸長(cháng)率逐漸增加。但保溫時(shí)間達到2h,800~850C退火后伸長(cháng)率低于7509C退火的伸長(cháng)率。拉伸后斷口為典型韌性斷口，750C隨著(zhù)退火溫度的著(zhù)退火溫度的升高，韌窩的數量逐漸增加，深度增加，750C上述退火時(shí)，韌窩的數量和深度變化不明顯。通過(guò)對樣品結果的比較分析，4J36因瓦合金冷.軋后在750C退火時(shí)間約為1。h,綜合力學(xué)性能最好，組織均勻細小。