UNS K93601

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UNS K93601（因瓦合金36）

一、产品基础信息

产品名称：UNS K93601（因瓦合金36、铁镍36合金），对应牌号：4J36（国标）、W. Nr.1.3912（德标）、Pernifer36（欧标）
核心定位：超低膨胀铁镍合金，专为低温至中温环境下对尺寸稳定性有严苛要求的场景设计
执行标准：ASTM F1684（美标，对应UNS K93601）、GB/T 15018-1994（国标）、EN 10088（欧盟）、DIN 17745（德国）
产品形态：薄板、带材、棒材、管材、锻件及定制异形件

二、产品概述

UNS K93601是美标体系下的经典铁镍基低膨胀合金，核心成分由35%~37%镍与余量铁构成，凭借独特的“因瓦效应”实现超低热膨胀特性。其核心优势在于-250℃~200℃宽温度范围内，热膨胀系数低至≤1.5×10⁻⁶/℃，仅为普通钢材的十分之一，尺寸稳定性极佳。该合金居里点约为230℃，低于此温度呈铁磁性，高于此温度转变为无磁性，同时兼具优异的低温韧性、良好的加工与焊接性能，尤其在-196℃液氮温度至-163℃液化天然气温度等极端低温环境下无脆化现象，是航空航天、精密测量、低温工程等高端领域对尺寸稳定性有严苛要求的核心材料。

三、核心性能优势

  • 超低膨胀特性：20℃~100℃核心区间热膨胀系数低至1.2×10⁻⁶/℃，-250℃~200℃宽温域内均保持≤1.5×10⁻⁶/℃的超低水平，温度波动时尺寸变化率＜0.01%，可有效规避热变形带来的精度偏差，符合ASTM F1684标准对UNS K93601合金的膨胀性能要求，实现长期尺寸稳定。
  • 卓越低温性能：在-163℃液化天然气、-196℃液氮等极端低温环境下，仍保持良好的强度与韧性，无脆化现象，适配低温存储、运输等极端工况需求。
  • 均衡力学性能：退火态下抗拉强度可达450~650MPa，屈服强度≥275MPa，伸长率≥30%，硬度160~200HV，兼具良好的加工成型性与承载能力；冷加工后强度可进一步提升至690MPa以上，适配不同强度需求场景。
  • 可控磁性能：居里温度约230℃，低于该温度呈铁磁性，高于该温度为无磁性，可适配不同磁性能要求的应用场景。
  • 可靠加工与焊接性：加工特性与奥氏体不锈钢相近，可顺利实现冷、热成形及车、铣、钻、磨等机械加工；但因韧性好、导热性差（热导率约10.5W/(m·K)），切削易产生加工硬化，需选用锋利硬质合金刀具配合充分冷却。焊接可采用TIG、MIG、激光焊等工艺，关键在于选用UNS K93601匹配焊材（如CF36），避免焊缝膨胀系数差异产生应力，焊缝性能符合ASTM相关焊接标准要求。

四、化学成分（质量分数，%）

元素
Ni（镍）
Fe（铁）
C（碳）
Mn（锰）
Si（硅）
Cr（铬）
Co（钴）
P（磷）
S（硫）
含量范围
35.0~37.0（ASTM F1684标准要求）
余量
≤0.03（ASTM F1684标准严控上限）
0.35~0.60（符合ASTM F1684加工性能优化要求）
0.20~0.40（ASTM F1684标准规定范围）
≤0.20（ASTM F1684标准限值）
≤0.50
≤0.015~0.02
≤0.01~0.015
作用说明
实现超低膨胀特性的核心元素
保证合金基础力学性能
严控含量避免脆化，保障韧性
细化晶粒，改善加工成型性
提升合金抗氧化性与加工性
少量添加提升耐腐蚀性
控制含量稳定膨胀性能
有害杂质严控上限，避免性能劣化
有害杂质严控上限，避免性能劣化

五、关键技术参数

性能指标
数值
测试条件/说明
热膨胀系数 α
1.2×10⁻⁶/℃（20℃~100℃）；≤1.5×10⁻⁶/℃（20℃~200℃）
宽温域覆盖-250℃~200℃，核心匹配区间数据更精准
抗拉强度 σb
450~650MPa（ASTM F1684标准退火态要求）
退火态
屈服强度 σs
≥275MPa（ASTM F1684标准退火态要求）
退火态
伸长率 δ₅
≥30%（ASTM F1684标准退火态要求）
退火态，标距50mm
布氏硬度 HB
160~200HV（对应HB 150~180）
退火态，载荷294.2N
熔点
1430~1450℃
常压下
密度 ρ
8.1~8.11g/cm³
20℃常温
比热容
515J/(kg·K)
常温下
电阻率
0.82μΩ·m（20℃常温）
20℃常温

六、产品规格范围

产品形态
尺寸范围
定制能力
薄板/带材
厚度：0.03mm~3.0mm；宽度：10mm~600mm；长度：定制（卷材/片材）
可定制超薄带材（0.03mm）、超宽板材（≤800mm）
棒材
直径：5mm~200mm；长度：1000mm~6000mm
支持异形棒材锻造、精密车削加工
管材
外径：10mm~150mm；壁厚：1mm~10mm；长度：定制
可定制薄壁毛细管（壁厚≥0.2mm）、无缝管材
锻件
最大单重：500kg；外形：按客户图纸加工
支持复杂异形锻件、近净成型加工
线材
直径：0.1mm~5.0mm；长度：定制（盘线/直丝）
可定制高精度线材（公差±0.005mm）

七、典型应用领域

  1. 低温工程领域：液化天然气（LNG）生产、存储设备及LNG油轮膜片，液氢/液氧储罐支撑构件，-163℃低温管道法兰等，适配极端低温环境下的尺寸稳定与密封需求，泄漏率＜0.01%。
  2. 航空航天领域：航空航天复合材料模具（匹配碳纤维复合材料热膨胀系数）、卫星遥感相机镜筒与支架、火箭燃料储罐部件等，温差200℃时形变＜1μm，保障装备高精度与长服役寿命（超15年）。
  3. 精密测量与仪器领域：长度标准量具、地理测绘基线尺、光刻机骨架、原子钟腔体、激光器与天文望远镜支架等，温度漂移率＜10⁻⁹/℃，保障测量与运行精度。
  4. 电子与医疗领域：电子元件框架、引线框架、双金属温度控制开关；质子治疗设备束流导向磁体支架等，提升设备运行稳定性，且无磁性干扰。
  5. 其他高端领域：激光用元件、风力涡轮机部件、船用配件、自行车精密部件及部分医疗设备核心构件。

八、加工与热处理建议

1. 加工工艺要点

UNS K93601加工特性与奥氏体不锈钢类似，可实现冷、热成形及各类机械加工；热轧温度推荐1100~1200℃，冷轧压下率可达80%，可生产0.1~10mm箔材与板材，加工后尺寸精度符合ASTM F1684标准要求。因材料韧性好、导热性差（热导率约10.5W/(m·K)），切削易产生加工硬化，需选用锋利硬质合金刀具，采用较低切削速度、较大进给量并配合充分冷却。冷变形可进一步降低热膨胀系数，提升尺寸稳定性；生产中需严格控制碳、锰等元素含量，避免影响超低膨胀性能。此外，还可通过激光切割（精度±0.05mm）、化学蚀刻等工艺制作精密结构件。

2. 热处理规范

UNS K93601热处理核心目的是消除应力、稳定膨胀性能，关键工艺需符合ASTM F1684标准要求，具体包括：①固溶处理：850℃保温1小时水淬，消除残余应力，细化晶粒（晶粒度≥8级）；②消除应力退火：530~550℃保温1~2h，随炉冷却，用于消除加工残余应力；③中间退火：830~880℃保温30min，空冷或炉冷，缓解冷加工硬化；④时效稳定化：250℃时效4小时，进一步降低内应力，优化尺寸稳定性。常规退火推荐830~900℃保温30~60min，随炉或空冷即可满足基础性能需求。

3. 焊接工艺要点

推荐采用氩弧焊（TIG）、熔化极气体保护焊（MIG）、激光焊等工艺，焊接前需彻底清理工件表面油污、氧化皮，严防硫、磷杂质侵入焊缝引发热裂纹。必须选用UNS K93601匹配焊材（如CF36），确保焊缝与母材膨胀系数一致，焊缝性能符合ASTM焊接标准；焊后建议进行250~300℃保温1~2h的低温退火，彻底消除焊接应力，保障接头性能与尺寸稳定。此外，该合金还可通过真空感应熔炼（VIM）提升纯净度，氧含量≤30ppm，减少夹杂物对焊接性能的影响，符合高端领域对材料纯净度的要求。

九、质量保障体系

  • 全流程质检：从高纯度镍、铁原料采购到成品出厂，历经12项核心检测，所有指标均符合ASTM F1684（UNS K93601）标准要求：光谱成分精准分析、宽温域热膨胀系数测试、常温及低温力学性能检测、尺寸精度检测、表面质量检测、焊接接头性能测试等，确保每批次产品性能一致性。生产过程采用真空感应熔炼工艺，保障材料纯净度与性能稳定性。
  • 检测报告：可为客户提供每批次产品的《材质证明报告》《检测报告》，包含成分、性能、尺寸等关键数据，支持第三方权威机构复检。
  • 质量认证：产品通过ISO9001质量管理体系认证、RoHS环保认证，符合电子、航空航天等高端领域的环保及质量要求。

十、包装与运输

1. 包装方式

采用防潮、防划伤包装：带材/线材采用木质工字轮+塑料膜缠绕包装；板材/棒材采用木箱+泡沫缓冲包装；小件产品采用防潮牛皮纸+塑料膜双层包装，确保运输过程中无锈蚀、无划伤。

2. 运输方式

支持公路、铁路、海运、空运等多种运输方式；国内订单默认顺丰/德邦物流，全程物流追踪；国际订单可代办报关、报检手续，确保产品按时交付。

十一、定制服务与技术支持

  • 定制化加工：支持按客户图纸进行切割、冲压、折弯、车削、热处理、表面抛光等深加工服务，实现“一站式”交付。
  • 技术咨询：提供专业的UNS K93601材料选型建议、加工工艺优化、焊接方案设计及低温应用适配指导，严格契合ASTM F1684标准要求，针对复合材料模具、低温密封等特殊场景提供定制化技术方案，协助客户解决产品应用中的技术难题。
  • 售后保障：产品质保期1年，质保期内如出现质量问题（非人为损坏），可免费退换货；提供长期技术跟进服务，针对低温应用、加工工艺等难题提供专业解决方案。

产品优势

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加工平台

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物流包装

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