4J40全品类 棒板带箔丝 精密合金棒 退火软态 按图机加工供

一、牌号定位与化学成分设计

4J40是GB/T 15018、YB/T 5241（原YB 508—70/GB 37797精密合金体系）中的Fe-Ni-Co三元低膨胀（定膨胀/尺寸稳定）精密合金，属“中镍因瓦向高温段延展”的改进牌号，与4J36（Invar 36）、4J32（Super Invar）、4J42（封接用高镍因瓦）、4J33/4J34（高温低膨胀含Co）同族，但成分指纹独特：它不是软磁高磁导材料，也不是高强弹簧或高温承力合金，而是靠铁镍钴固溶体的磁致收缩与晶格振动相抵消，在−20～300℃（实用−50～300℃）获得近水平热膨胀曲线。成分以铁为余量（Fe余）：镍32.4—33.4%是压低热膨胀的主变量，将居里区抬至约280—320℃并使20～100℃线膨胀系数α降至约1.3×10⁻⁶/℃；钴7.0—8.0%是4J40区别于4J36的关键，进一步降低20～300℃平均α、提升居里点、改善中温尺寸稳定性与组织均匀性；铜0.40—0.80%微调电阻与加工性、轻微稳定奥氏体；碳≤0.05%、硅≤0.15—0.30%、锰≤0.25%、磷≤0.020%、硫≤0.020%为严控净化残余，以防碳化物/硫化物钉扎与晶界脆化损害深冲与气密；铬、钼通常按杂质≤0.20%控制（部分厂标）。其辨识指纹为“Fe余-Ni约33%-Co约7.5%-Cu约0.6%-C≤0.05%＋γ奥氏体＋20～300℃ α≤2.0×10⁻⁶/℃”，采购须与4J36（Ni约36%、无Co）、4J42（Ni约42%封接）、4J32（Ni32+Co4+低α超因瓦）、4J33/4J34（Ni33+Co7.5+更高高温稳定）区分，并锁定YB/T 5241、GB/T 14985、GB/T 37797及“固溶840℃±10℃×1h水淬＋315℃±10℃×1h炉冷/空冷”标准膨胀检验热处理制度。

二、组织、热处理与力学行为

4J40退火态为面心立方γ奥氏体单相，室温具铁磁性（居里点约280—320℃），在−60℃以上不发生γ→α马氏体转变（尺寸＞25mm棒材允许局部相变），这是低温尺寸稳定的组织前提；性能几乎完全由热处理激活，而非时效沉淀。标准制度分三步：均匀化固溶——840℃±10℃（或830—900℃按截面1—1.5min/mm）保温后水淬/快冷，消除偏析与加工硬化、获过冷均匀奥氏体；稳定化时效——315℃±10℃保温1—4h炉冷/空冷，释放淬火应力、锁定低膨胀态；高精度件可补−60℃×2h冷冻检验（无马氏体）+530—550℃×1—2h消除应力退火或95℃×48h人工时效，将年尺寸漂移压至极低。冷加工硬化显著，变形量＞50%后σb可达700—800MPa、硬度升至HRB90以上，但残余应力会扭曲膨胀曲线（局部α漂至3—4×10⁻⁶/℃），故精密件冷加工后必须再结晶退火（830—880℃×30—60min炉冷）。

力学按状态分化（无独立抗压国标值，工程承压取Rp0.2同量级参考）：退火软态（固溶＋稳定化）抗拉Rm约450—550MPa（典型≥520MPa）、屈服Rp.2约240—350MPa（典型≥280—380MPa）、断后延伸率δ约25%—35%（≥30%）、维氏硬度130—150HV、布氏约150HB、具良好深冲/弯曲/引伸塑性；冷轧/冷拉硬态Rm约700—800MPa、Rp.2约600—700MPa、δ约2%—10%、HV约180—220。物理上密度约8.15—8.20g/cm³、熔点约1430—1450℃、电阻率约0.75—0.80μΩ·m、热导率约13.5—16W/(m·K)（导热偏低，需注意局部热点应力）、弹性模量E约140—150GPa；线膨胀系数为验收核心——20～50℃ α≈1.4×10⁻⁶/℃、20～100℃≈1.3、20～200℃≈1.2、20～300℃≤2.0（典型1.7）、20～400℃升至约4.5×10⁻⁶/℃、20～500℃约5.4，即200℃以内近零膨胀、300℃内低膨胀、＞350℃逐渐失效。其抗压强度无标准单列，作为奥氏体低膨胀合金，工程校核可近似参照退火态拉伸屈服约240—350MPa、硬态约600—700MPa，正式设计以压缩试验及精密件工艺评定为准；抗蠕变/抗松弛较弱，属低应力精密支撑材料，不宜作大载荷高温压紧结构。

三、供应形态与典型应用场景

可供应热轧棒、冷拉棒、冷轧带材（薄至0.05—2.0mm）、箔材、丝材、管材、深冲坯、谐振腔毛坯及按图机加工/线切割件，执行YB/T 5241、GB/T 14985、GB/T 37797、GJB精密膨胀合金协议，可按需做非真空/真空感应/电弧炉熔炼、−60℃相变检验、晶粒度（软态带≥6级）、气密性（棒≥15mm）、膨胀系数（20～℃）与尺寸稳定性检验，交货以退火软态、冷轧硬态、固溶态或固溶＋315℃稳定化态协议标注。主战场为−50～300℃要求尺寸高度稳定、热膨胀匹配或低漂移的工位：电真空与微波器件——速调管、行波管、微波管谐振腔、束调管腔体、慢波结构支撑、栅极/阳极框架；精密仪表——量具、标准尺、干涉仪基座、光学/激光器件支架、天文与遥感结构件（中低场磁干扰需评估其铁磁性）；电子封装与玻璃/陶瓷封接过渡件（与钼组软玻璃、某些陶瓷的膨胀匹配）；恒温槽、热计量基准件、钟表与计时基准摆/摆轮补偿件；半导体设备低漂移夹具、掩模台框架；也作LNG/低温测量探头低膨胀非承力结构（注意＞300℃不可用）。其竞争力是“20～300℃ α≤2.0×10⁻⁶/℃＋−60℃无马氏体转变＋可深冲/钎焊/氩弧焊＋居里点高、中温尺寸稳＋成本低于4J32/4J33”的组合。选材边界须明确：它是功能型低膨胀材料，非高强、非耐蚀主线（耐蚀优于碳钢、弱于不锈钢）、非高磁导（勿当坡莫合金用）；焊接推荐氩弧焊/钎焊，避免成分稀释改变α；机加工后务必消除应力退火，否则尺寸漂移；潮湿/腐蚀环境宜涂层或封装；采购应锁定Ni33/Co7.5/Cu0.6指纹、标准热处理、20～300℃ α≤2.0×10⁻⁶/℃、−60℃无相变及晶粒度/气密要求。

4J40（Fe-Ni33-Co7.5-Cu0.6低膨胀精密合金，YB/T 5241/GB/T 37797）是一款以γ奥氏体磁致收缩调控热膨胀的铁镍钴系尺寸稳定材料，核心价值在−50～300℃（尤其20～200℃近零膨胀、20～300℃ α≤2.0×10⁻⁶/℃）下为微波谐振腔、速调管、精密量具、光学/电子封装与低温测量结构提供低漂移、可深冲、可焊的低膨胀基体。它属热处理激活型功能合金，非结构承载、非软磁高μ、非耐蚀主线；力学随退火/冷作态分化，抗压强度无国标单列，工程可参照同状态拉伸Rp.2。正式选材应绑定YB/T 5241、GB/T 14985、Ni/Co/Cu/C指纹、840℃固溶＋315℃稳定化制度、α(20～300℃)验收、−60℃相变检验及尺寸稳定性要求，并在4J40、4J36、4J32、4J42、4J33/4J34之间按温区、膨胀匹配、低温无相变、加工性与成本综合取舍。

UNS N06600、Inconel600、Alloy600、UNS N06601、Inconel601、Alloy601、UNS N06625、Inconel625、Alloy625、Inconel690、Inconel718、InconelX-750

二、英科：

UNS NO8800、Incoloy800、Alloy800UNS NO8810、Incoloy800H、Alloy800H/800HT、UNS NO8825、Incoloy825、Alloy825

三、Carpenter20合金：

Alloy20cb-3、UNS NO8020

四、蒙乃尔：

Monel400NO4400Alloy400MonelK500NO5500

五、哈氏合金：

Hastelloy C-276、C-22、C-4、Hastelloy B、B-2、B-3、Hastelloy X、G、G2、G3、Hastelloy G30

六、固溶强化性铁镍基合金：

NS111、NS112、NS113、NS131、NS141、NS142、NS143

七、固溶强化型镍基合金：

NS311、NS312、NS313、NS314、NS315、NS321、NS322、NS331、NS332、NS333、NS334、

NS335、NS336、NS341

八、时效强化型镍基合金：

NS411

九、固溶强化型铁基合金：

GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140

十、时效硬化性铁基合金：

GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132/SUH660、GH2135、GH2136、GH2302

十一、固溶强化型镍基合金：

GH3030、GH3039、GH3044、GH3028

十二、时效硬化型镍基合金：

GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169

十三、奥氏体不锈钢:

904L（UNS N08904）、Nitronic60(S21800）、nitronic50(XM-19)/S20910、304L、316Ti、316N、316LN、316Mod、317L、317LN、309S、310S、304N

十四、复合式不锈钢：

SAF2205（F51）、SAF2507（F53）、S32760、254SMo（F44、DIN1.4529）、329J1（0Cr26Ni5Mo2）、SAF2506、0Cr17Mn13Mo2N(A4钢)

十五、沉淀硬化不锈钢

17－4PH(SUS630、S17400、0Cr17NiCu4Nb)、17-7PH（SUS631、0Cr17Ni7Al)、15-7Mo（SUS632、0Cr15Ni7Mo2Al）、15-5PH VAR(S15500、0Cr15Ni5Cu3Nb)

十六、其它：

可伐合金4J29 Kovar，Invar合金4J36 Invar合金、4J34，4J46，4J32，4J42