传统因瓦合金的抗拉强度只有500MPa水平，很难作为结构材料使用。随着复合材料模具、远距离大容量输电线缆等产品对因瓦合金强度的要求不断提高，开展高强度因瓦合金的研制越来越受到各国的重视。国内外已有的研究报道，多以添加碳化物形成元素Mo、V、Nb等，对因瓦合金基体进行强化。但有关单一的碳化物形成元素对Fe-36Ni因瓦合金组织和性能影响却很少见于相关报道。科研人员正是基于对这一问题的思考，研究了单独添加Ti、Nb、Mo、Cr4种合金元素对Fe-36Ni-0.3C因瓦合金显微组织、力学性能、热膨胀性能的影响效果，以期为进一步开发高强度因瓦合金提供参考。
考虑到合金元素Ti和Nb是强碳化物形成元素，而Mo和Cr是中强碳化物形成元素，且Mo与C形成的碳化物稳定性较Cr更高，为了达到近似的强化效果，在进行因瓦合金的成分设计时，希望将其中Ti和Nb的添加量控制在1.0%左右，Mo含量增加至前两者的一倍，而Cr含量又提高至Mo含量的一倍。
研究的系列试验因瓦合金，选用工业纯铁和电解镍板为主原料，并分别添加适量的钛铁、铌铁、钼铁和铬铁，经50kg真空感应炉冶炼，铸锭尺寸为130mm×130mm×350mm。将铸锭加热到1150℃，保温1h，在550mm热轧试验机上轧制成5.5mm厚的热轧板，终轧温度在950℃以上，空冷至室温。按国标要求，从热轧板上截取标准板状拉伸试样、热膨胀试样和金相分析样，进行相关测试分析。
试验结果发现，Nb和Mo更易与因瓦合金中的C结合形成碳化物颗粒，但Nb-invar中析出的碳化物颗粒倾向于沿轧制方向集中分布，Mo-invar中析出的碳化物颗粒倾向于沿晶界集中分布；含Ti和Mo的因瓦合金更易于析出圆形的碳化物颗粒，而含Nb和Cr的因瓦合金则容易析出短棒状的碳化物颗粒；碳化物析出数量越多，尺寸越细小，分布越弥散，越有利于提高因瓦合金的力学性能。其中，Mo-invar的室温抗拉强度最高，达到689MPa；热轧态因瓦合金的热膨胀系数与析出相的种类和数量密切相关，碳化物析出相的数量越多，或析出相热膨胀系数越大，则因瓦合金的热膨胀系数越大。其中，Cr-Invar的热膨胀系数最大5.21×10-6K-1。（晓红）


备注：数据仅供参考，不作为投资依据。