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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)實際上是零(即楊氏模量不變)，熱膨脹系數(shù)也很低。

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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)，其牌號為4J36，它的中文名字叫殷鋼，英文名字叫殷瓦合金( invar) ，意思是體積不變。
因瓦效應(yīng)

因瓦合金自從19 世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)以來，人們就被它的巨大的工業(yè)應(yīng)用潛力和所蘊(yùn)含的豐富的物理內(nèi)容所吸引，因瓦效應(yīng)的研究不僅是闡明金屬及其合金、化合物磁性起源的重要途徑，而且在精密儀器儀表、微波通訊、石油運(yùn)輸容器以及高科技產(chǎn)品等得到廣泛的應(yīng)用，因瓦合金也是許多冶金材料學(xué)家政力于開拓的新材料領(lǐng)域，其機(jī)理也是凝聚態(tài)物理學(xué)家尚待解決的難題。

一般來說，絕大多數(shù)金屬和合金都是在受熱時體積膨脹，冷卻時體積收縮，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。例如, 4J36因瓦合金在居里點以上的熱膨脹與一般合金相似，但在居里點以下形成反常熱膨脹。試驗表明，它的機(jī)理與化學(xué)成分及磁性有關(guān)。它在一定范圍的線膨脹系數(shù)是由低膨脹和高膨脹兩部分組成，含鎳量在一定范圍內(nèi)的增減會引起鐵、鎳合金線膨脹系數(shù)的急劇變化。當(dāng)合金中鎳的含量趨近于36%時，合金熱膨脹系數(shù)最低，從而可獲得低到接近零值甚至負(fù)值的熱膨脹系數(shù)。合金在居里溫度以上（230℃）失去了磁性，膨脹系數(shù)變大，而在居里點附近熱脹系數(shù)比正常的系數(shù)小，出現(xiàn)所謂的“負(fù)反?！爆F(xiàn)象。
殷瓦鋼特性

殷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運(yùn)輸船，特殊傳輸電纜，提高離子激光器穩(wěn)定性等等。

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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小時就會銹穿，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，需要焊工中最高級別，即G級的高級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。

在LNG船上，焊接異常困難的殷瓦鋼，不僅必不可少，而且用量不小。普通金屬材料在-163℃低溫下會發(fā)脆，失去原有的韌性。因此，船體與船艙之間還有一層絕緣箱內(nèi)膽，全部由不膨脹、耐低溫材料組成。用在LNG船液化艙的殷瓦鋼，厚度僅0.7毫米，整個液化艙體由很多小塊的殷瓦鋼板拼接而成。一艘LNG船有4個裝載天然氣的液化艙，一個液化艙有五六個籃球場這么大，全船的殷瓦鋼焊縫長度近130公里。

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小時就會銹穿，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，需要焊工中最高級別，即G級的高級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。
因瓦合金的發(fā)展及應(yīng)用前景

自從因瓦合金的發(fā)現(xiàn)，引起了世界各國科學(xué)家的重視和研究，使得因瓦合金無論是從種類還是從性能和應(yīng)用上都得到了極大的提高。如1927年日本增本量首先研制出Fe—Ni—Co和Fe—Ni—Cr因瓦合金，1937年德國A.Kussmann研制出Fe—Pt和Fe—Pd因瓦合金等；我國在五、六十年代也研制出4J32和4J36因瓦合金；經(jīng)過將70年的發(fā)展，直到20世紀(jì)70年代，美國Inco公司研制出Incoloy903合金，才使低膨脹合金進(jìn)入了高溫用途領(lǐng)域，到80年代末期，才形成了現(xiàn)代低膨脹超合金系列。

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作為低膨脹合金都要求組織穩(wěn)定性，一般要求在－60℃～－70℃下不發(fā)生馬氏體相變。因為一發(fā)生這種相變，合金的膨脹系數(shù)會發(fā)生突變，導(dǎo)致應(yīng)用出現(xiàn)故障，這是不允許的?？少F的是，F(xiàn)eNi36因瓦合金和FeNi32Co4超因瓦合金，在-273℃下也能保持組織穩(wěn)定性，因而至今廣泛應(yīng)用的只有因瓦合金和超因瓦合金，近幾年來在改進(jìn)它們的質(zhì)量，擴(kuò)大使用范圍，科學(xué)家們做了大量的研究工作，經(jīng)過100多年的發(fā)展，因瓦合金仍然是被廣泛應(yīng)用的經(jīng)久不衰的優(yōu)質(zhì)材料。?

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在因瓦合金問世的一百多年以來，取其低膨脹系數(shù)低這一特征的應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)大，用因瓦合金制造的精密儀器儀表、標(biāo)準(zhǔn)鐘的擺桿、擺輪及鐘表的游絲成為早期最重要的產(chǎn)品，在上世紀(jì)20年代用因瓦合金代替鉑用作于玻璃封接的引絲，大大的降低了成本；到了五、六十年代，因瓦合金的用途繼續(xù)擴(kuò)大，主要用于無線電電子管、恒溫器中作控溫用的熱雙金屬片、長度標(biāo)尺、大地測量基線尺等；到了八九十年代，廣泛用于微波技術(shù)、液態(tài)氣體儲容器、彩電的陰罩鋼帶、架空輸電線芯材、湝振腔、激光準(zhǔn)直儀腔體、三步重復(fù)光刻相機(jī)基板等。進(jìn)入21世紀(jì)之后，隨著航天技術(shù)的飛速發(fā)展，新的應(yīng)用還包括用在航天遙感器、精密激光、光學(xué)測量系統(tǒng)和波導(dǎo)管中作結(jié)構(gòu)件、顯微鏡、天文望遠(yuǎn)鏡中巨大透鏡的支撐系統(tǒng)和需要安裝透鏡的各種各樣科學(xué)儀器中。
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總之，隨著因瓦合金不斷應(yīng)用于人造衛(wèi)星、激光、環(huán)形激光陀螺儀和其他先進(jìn)的高科技產(chǎn)品，有力地表明這些古老的材料正在幫助現(xiàn)代科學(xué)向更高水平邁進(jìn)。?
目前關(guān)于LNG船關(guān)鍵技術(shù)的研究

攻克特殊焊接技術(shù)

液貨艙是LNG船的核心。147210立方米的LNG船全船的殷瓦鋼（Invar鋼，不膨脹鋼，不銹鋼材料）焊縫長度達(dá)到130公里，大部分殷瓦鋼的厚度只有0.7mm，所有焊縫不能有絲毫的泄漏，一旦有一個點出現(xiàn)焊接質(zhì)量問題，將導(dǎo)致相鄰的一大片殷瓦板的更換和重新焊接，一個泄漏點返修工時至少要1000小時。
焊接工藝包括手工焊和自動焊兩大部分，它所涉及到的板材為國內(nèi)首次使用的殷瓦鋼，涉及到的焊接材料為國內(nèi)首次使用的專用焊材M93，涉及的自動焊焊機(jī)同樣為國內(nèi)首次使用。殷瓦鋼的焊接技術(shù)成為LNG船建造必須攻克的技術(shù)關(guān)鍵。

建立第一條絕緣箱生產(chǎn)線

LNG船裝載的貨物是溫度為－163℃的液化天然氣，通過全船安裝的二層絕緣箱使液化天然氣和船體保持絕緣。在147210立方米的LNG船上，需要1100多種不同類型的絕緣箱55000只，箱子的精度必須控制在0.5mm公差范圍內(nèi)。絕緣箱是LNG船上的關(guān)鍵部件，只能通過建立一條可靠的高精度的生產(chǎn)線才能保證其質(zhì)量。

突破殷瓦預(yù)制件加工難關(guān)

殷瓦預(yù)制件是LNG船的重要部件，是薄膜和船體相連接的連接件，它包括殷瓦管、殷瓦三面體和其他殷瓦小零件，以往建造散貨船、油船、集裝箱船時都沒有這種部件。而在LNG船上，殷瓦管和殷瓦三面體約有400只，殷瓦小零件60000只，所有這些殷瓦預(yù)制件的生產(chǎn)不僅有量的要求，還有嚴(yán)格的精度控制要求，建造LNG船必須攻關(guān)解決這些關(guān)鍵零件的加工技術(shù)。

自制LNG船液貨進(jìn)出泵塔

泵塔LNG船上液貨進(jìn)出的重要通道，也是人員進(jìn)入液貨艙的通道，15萬立方米級LNG船的泵塔高度達(dá)27米，三角桅形式。由于泵塔部件直接接觸液化天然氣，工作溫度都將達(dá)到零下163℃，整個泵塔幾乎都由不銹鋼管子制作而成，它的制造工藝、焊接質(zhì)量、焊接精度控制等是需要重點攻克的技術(shù)難關(guān)。