簡介

    殷瓦合金（invar，也稱為殷鋼），是一種鎳鐵合金，其成分為鎳36%，鐵63.8%，碳0.2%，它的熱膨脹系數(shù)極低，能在很寬的溫度范圍內(nèi)保持固定長度。艾林瓦合金（elinvar），是一種鎳鐵鉻合金，成分為鎳33%～35%，鐵53%～61%，鉻4%～5%，鎢1%～3%，錳0.5%～2%，硅0.5%～2%，碳0.5%～2%，它在相當(dāng)寬的溫度范圍內(nèi)熱彈性系數(shù)實(shí)際上是零（即楊氏模量不變），熱膨脹系數(shù)也很低。它是1896年法國物理學(xué)家C.E.Guialme發(fā)現(xiàn)的一種奇妙的合金，這種合金在磁性溫度即居里點(diǎn)附近熱膨脹系數(shù)顯著減少，出現(xiàn)所謂反常熱膨脹現(xiàn)象，從而可以在室溫附近很寬的溫度范圍內(nèi)，或很小的甚至接近零的膨脹系數(shù)，呈面心立方結(jié)構(gòu)，其牌號(hào)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  。

    一般來說，絕大多數(shù)金屬和合金都是在受熱時(shí)體積膨脹，冷卻時(shí)體積收縮，它們的熱膨脹系數(shù)呈線性增大，但是元素周期表中的鐵、鎳、鈷等過渡族元素組成的某些合金，由于它們的鐵磁性，在一定的溫度范圍內(nèi)，熱膨脹不符合正常的膨脹規(guī)律，具有因瓦效應(yīng)的反常熱膨脹，也就是說它的機(jī)理與化學(xué)成分及磁性有關(guān)。

    特性

    因瓦合金的主要特性為：膨脹系數(shù)小，強(qiáng)度、硬度不高，導(dǎo)熱系數(shù)低，塑性、韌性高等；主要應(yīng)用于顯示器用蔭罩，熱雙金屬低膨脹層，電子元器件封接材料，精密儀器、儀表零部件，LNG（液化天然氣）運(yùn)輸船，特殊傳輸電纜，提高離子激光器穩(wěn)定性等等。殷瓦鋼的特殊性質(zhì)決定了它是船舶工業(yè)中制造大型LNG船舶必不可少的材料，用于防止船體結(jié)構(gòu)在超低溫環(huán)境下冷裂。而且殷瓦鋼極為嬌貴，0.7mm厚的殷瓦鋼，空手摸一下，24小時(shí)就會(huì)銹穿，所以在焊接過程中必須極為小心！所以在殷瓦鋼的焊接過程中，需要焊工中最高級(jí)別，即G級(jí)的高級(jí)焊工在佩戴專用羊皮吸汗手套在極其艱苦的環(huán)境下進(jìn)行。

    發(fā)現(xiàn)

    能焊也能產(chǎn)，國產(chǎn)LNG殷瓦鋼取得重大突破

    LNG船被稱為“海上超級(jí)冷凍車”，要在零下163度的極低溫環(huán)境下，漂洋過海，運(yùn)送液化天然氣。在世界民用造船領(lǐng)域，建造一艘LNG船的難度堪比建造一艘航母，目前只有美國等少數(shù)國家能建造LNG船。而制造薄膜型（GTT）儲(chǔ)罐（貨艙圍護(hù)系統(tǒng)）LNG 船的關(guān)鍵材料——殷瓦鋼，也稱為不膨脹鋼、殷瓦合金、殷鋼，是含36% 鎳的合金鋼。由于殷瓦鋼熱膨脹系數(shù)極低，在巨大的溫差變化時(shí)，其幾乎不發(fā)生變形，在溫度極低的環(huán)境下，依然保持良好的強(qiáng)度，并且具有比中碳鋼更強(qiáng)的耐腐蝕性。在-196 ℃的工作環(huán)境下，現(xiàn)有的可選材料中它的綜合性能是最適合作為液化氣體運(yùn)輸和儲(chǔ)存使用的金屬材料。殷瓦鋼的焊接難度也是難以想象。2005年，我國才有了第一批16個(gè)掌握這項(xiàng)焊接技術(shù)的工人。出現(xiàn)在中央電視臺(tái)《新聞聯(lián)播》及CCTV9記錄頻道《超級(jí)工程5》中介紹我國上海滬東造船廠成功建造14.7萬立方米LNG槽船的解說中   。紀(jì)堯姆在研究鐵鎳合金的過程中偶然發(fā)現(xiàn)其熱膨脹系數(shù)極低，于是就對(duì)整個(gè)合金系列展開了研究，從而發(fā)現(xiàn)了因瓦合金和艾林瓦合金以及其它一些有用的合金。人們很快認(rèn)識(shí)到因瓦合金的用處，它被用于測(cè)地基線的快速測(cè)量法。這種合金在精密儀器中也得到了廣泛的應(yīng)用，如用來制造恒溫器和天文鐘的擺。紀(jì)堯姆還利用艾林瓦合金游絲制成了高級(jí)表和精密時(shí)鐘中的無二次誤差的全補(bǔ)償擺 。殷瓦鋼的特殊性質(zhì)決定了它是船舶工業(yè)中制造大型LNG船舶必不可少的材料，用于防止船體結(jié)構(gòu)在超低溫環(huán)境下冷裂。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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