Vacodil36 的 1.4×10⁻⁶/℃ 只在 100℃ 以内成立

Vacodil36 是 36 镍铁低膨胀合金，镍 35.0%~37.0%、碳 0.05% 以下、锰 0.2%~0.6%,20~100℃ 的平均线膨胀不超过 1.5×10⁻⁶/℃、典型 1.4。这个数只在 100℃ 以内成立：20~300℃ 升到 5.2、20~500℃ 到 9.7，拿室温值去算 300℃ 的工况会差出几倍。

镍 36% 的因瓦效应

铁镍合金在镍 36% 附近出现因瓦效应：磁致伸缩的自发体积效应抵消了晶格的热膨胀，宏观膨胀系数接近零。镍偏离 0.5 个百分点，膨胀系数变 1~2×10⁻⁶/℃，所以成分控制要精确到 0.5。锰 0.2%~0.6% 是为了脱硫与稳定组织，碳压到 0.05% 以下避免石墨化。

2.5 到 11.0 的膨胀曲线

平均线膨胀：20~200℃ 为 2.5、20~250℃ 为 3.6、20~300℃ 为 5.2、20~350℃ 为 6.5、20~400℃ 为 7.8、20~450℃ 为 8.9、20~500℃ 为 9.7、20~600℃ 为 11.0。曲线在 200℃ 之后快速上翘，居里点 230℃ 就是拐点的位置。设计按实际工作温区取数。

居里点 230℃ 的使用边界

居里点 230℃，越过之后磁性消失、膨胀系数按普通铁的规律上升。低膨胀件的工作温度要压在 200℃ 以下，留 30℃ 余量；超过 230℃ 使用，尺寸稳定性丧失，精密仪器的基准件会漂移。设计文件里把居里点标出来，避免工艺随意升温。测温热电偶要贴在工件上而不是炉膛，炉膛与工件能差 20℃。

三段稳定化处理

要拿到稳定的低膨胀系数，做三段稳定化：保护气氛中 830℃ 保温 20 min~1 h 后淬火，让杂质固溶、成分均匀；315℃ 保温 1~4 h 炉冷，部分消除淬火应力；95℃ 保温 48 h，让尺寸稳定。三段缺一段，膨胀系数在几个月内还会缓慢变化。

450 MPa 与冷作硬化的取舍

退火态抗拉 450 MPa、屈服 274 MPa、延伸 35%、硬度 HV 140。冷应变提高强度但降低塑性：15% 冷应变抗拉 641 MPa、延伸 14%;30% 冷应变 731 MPa、延伸 8%。冷变形还能略微降低膨胀系数，精密件常利用这一点，但要在稳定化处理之前完成。

密度 8.10 与导热 11

密度 8.10 g/cm³，熔点 1430~1450℃，导热 11 W/（m·℃），比热容 515 J/（kg·℃），电阻率 0.78 µΩ·m，弹性模量 144 GPa。导热低，加热与冷却要慢，急冷会在厚件内部留下温度梯度应力，尺寸稳定性反而变差。

不能靠热处理硬化

这支合金不能用热处理硬化，强化只能靠冷变形。膨胀曲线的测试按 GB/T 4339 与 ASTM E228 的推杆法执行，升降温速率影响读数。需要高刚度的件用冷作态加稳定化处理，需要高塑性的件用退火态。加工后的去应力取 530~550℃ 保温 1~2 h 炉冷，中间退火取 830~880℃ 保温 30 min，温度再高晶粒粗化、膨胀系数漂移。

h2|切削与残余应力

低膨胀合金的切削性差、粘刀，用锋利的高速钢或硬质合金刀具、大前角、低速大进给。切削留下的表面残余应力会引起尺寸漂移，精加工后按 530~550℃ 去应力，再精磨到最终尺寸。磨削时用大量冷却液，磨削热会让表层产生新的拉应力，尺寸稳定性又变差。

精密基准件的时效与存放

低膨胀合金的精密件在稳定化处理后，还要放置 1~3 个月做自然时效，尺寸才能完全稳定。存放环境控制在 20±2℃、湿度 50% 以下；加工与测量的温度要一致，温差 5℃ 就能让 1 m 长的件差出 0.002 mm。

Vacodil36 的技术条件按 YB/T 5241 的低膨胀合金一档，晶粒度评级按 YB 027，外标对应 Invar 36 与 UNS K93600。上海熔恒特种合金有限公司可提供带材、丝材、棒材与管材，按图纸定尺分条，炉批与膨胀曲线报告随货；精密基准件需要按三段稳定化处理的，熔恒可协调外协并附尺寸稳定性复检数据。