殷瓦鋼發(fā)現(xiàn)

1、殷瓦鋼——殷瓦合金（鎳鐵合金）

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(zhǎng)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(shí)際上是零（即楊氏模量不變），熱膨脹系數(shù)也很低。它是1896年法國(guó)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(diǎn)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(hào)為4J36，它的中文名字叫殷鋼，英文名字叫因瓦合金( invar) ，意思是體積不變。

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(shí)就會(huì)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(jí)別，即G級(jí)的高級(jí)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。

2、瑪鋼——可鍛鑄鐵

瑪鋼是可鍛鑄鐵的俗稱，生產(chǎn)過程是：首先澆注成白口鑄鐵件，然后經(jīng)可鍛化退火（可鍛化退火使?jié)B碳體分解為團(tuán)絮狀石墨）而獲得可鍛鑄鐵件。可鍛鑄鐵主要的化學(xué)成分是：碳2.2%～2.8%，硅1.0%～1.8%，錳0.3%～0.8%，硫S≤0.2%，磷≤0.1%。

3、炮彈鋼——制造炮彈用鋼

制造炮彈用鋼。炮彈種類很多，主要用于殺傷敵人的有生力量，破壞作戰(zhàn)坦克等。因此，炮彈用鋼要求強(qiáng)度高、硬度高，在爆炸載荷作用下，破片率高。由于炮彈是消耗品，用量大，成本要低。一般使用中碳鋼或中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，如50Mn、58SiMn和60MnMo鋼等。

4、考登鋼——耐候鋼（低合金高強(qiáng)耐大氣腐蝕結(jié)構(gòu)鋼）

考登鋼是COR-TEN鋼的英譯名，也可寫作Corten鋼，而COR-TEN則是"corrosion resistance"和"tensile strength"兩個(gè)詞的縮寫。

分兩大類：Corten A、CortenB，是美國(guó)Cu-P系列鋼的代表鋼種，屬于低合金高強(qiáng)耐大氣腐蝕結(jié)構(gòu)鋼，國(guó)內(nèi)叫做耐候鋼。國(guó)內(nèi)對(duì)鋼種簡(jiǎn)稱ND鋼，對(duì)應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是GB/T4171-2008耐候結(jié)構(gòu)鋼；對(duì)應(yīng)的日本標(biāo)準(zhǔn)是JISG3125-2004，其中包括SPA-H和SPA-C兩個(gè)牌號(hào)。

耐候鋼是介于普通鋼和不銹鋼之間的低合金鋼系列，由普碳鋼添加少量銅、鎳等耐腐蝕元素而成，具有優(yōu)質(zhì)鋼的強(qiáng)韌、塑延、成型、焊割、磨蝕、高溫、抗疲勞等特性；耐候性為普碳鋼的2~8倍，涂裝性為普碳鋼的1.5~10倍。同時(shí)，它具有耐銹，使構(gòu)件抗腐蝕延壽、減薄降耗，省工節(jié)能等特點(diǎn)。耐候鋼主要用于鐵道、車輛、橋梁、塔架等長(zhǎng)期暴露在大氣中使用的鋼結(jié)構(gòu)。用于制造集裝箱、鐵道車輛、石油井架、海港建筑、采油平臺(tái)及化工石油設(shè)備中含硫化氫腐蝕介質(zhì)的容器等結(jié)構(gòu)件。

5、馬口鐵——電鍍錫薄鋼板

馬口鐵又名鍍錫鐵，是電鍍錫薄鋼板的俗稱，英文縮寫為SPTE，是指兩面鍍有商業(yè)純錫的冷軋低碳薄鋼板或鋼帶。錫主要起防止腐蝕與生銹的作用。它將鋼的強(qiáng)度和成型性與錫的耐蝕性、錫焊性和美觀的外表結(jié)合于一種材料之中，具有耐腐蝕、無毒、強(qiáng)度高、延展性好的特性。

馬口鐵是表面鍍有一層錫的鐵皮，它不易生銹，又叫鍍錫鐵。這種鍍層鋼板在中國(guó)很長(zhǎng)時(shí)間稱為“馬口鐵”，有人認(rèn)為由于當(dāng)時(shí)制造罐頭用的鍍錫薄板是從澳門（英文名Macao可讀作馬口）進(jìn)口的，所以叫“馬口鐵”。

6、白口鐵——碳以滲碳體形態(tài)存在的鑄鐵

碳以滲碳體形態(tài)存在的鑄鐵，其斷面為灰白色。是一種良好抗磨材料，在磨料磨損條件下工作。白口鑄鐵包括普通白口鑄鐵、低合金白口鑄鐵、中合金白口鑄鐵，高合金白口鑄鐵。中國(guó)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(G.B8263—87)。

普通白口鑄鐵中國(guó)早在春秋時(shí)代就制成了抗磨性良好的白口鑄鐵，用作一些抗磨零件。這種鑄鐵具有高碳低硅的特點(diǎn)，有較高的硬度，但很脆，適用于制造沖擊載荷小的零件，一般用在犁鏵、磨片、導(dǎo)板等方面。生產(chǎn)中常采用熱處理的方法來改善其性能，擴(kuò)大它的應(yīng)用范圍。碳對(duì)于普通白口鑄鐵的耐磨性能起最重要的作用，含碳量愈高，則形成的滲碳體愈多，構(gòu)成大量的萊氏體，因而硬度愈高，耐磨性也就愈好。但含碳量高，韌性則下降。應(yīng)根據(jù)零件的具體工作條件，來選擇滲碳體的數(shù)量和分布。通常普通白口鑄鐵的硬度與含碳量成直線關(guān)系，即HS=16.7C+13(HS—肖氏硬度；C—含碳量百分比)。

7、灰口鐵——碳以片狀的石墨形態(tài)存在的鑄鐵

碳在這種鐵的合金里是以片狀的石墨形態(tài)存在。質(zhì)較軟，可進(jìn)行切削加工。熱時(shí)容易流動(dòng)，鑄造性能好。較耐磨。強(qiáng)度及延展性差。由于石墨質(zhì)軟并有潤(rùn)滑作用，因而這種生鐵具有良好的切削、耐磨和鑄造性能等優(yōu)點(diǎn)。但是，由于有片狀石墨的存在，降低了它的抗拉強(qiáng)度，使它不能鍛軋，只能用于制造各種鑄件，如鑄造機(jī)床床座、鐵管等。見水易生銹。鑄造易產(chǎn)生氣孔。

含碳量較高（2.7%～4.0%），碳主要以片狀石墨形態(tài)存在，斷口呈灰色，簡(jiǎn)稱灰鐵。熔點(diǎn)低（1145～1250℃），凝固時(shí)收縮量小，抗壓強(qiáng)度和硬度接近碳素鋼，減震性好。用于制造機(jī)床床身、汽缸、箱體等結(jié)構(gòu)件。

8、大馬士革鋼——制作刀劍的頂級(jí)用鋼

大馬士革鋼——Damascus steel 。在古代，敘利亞地區(qū)的大馬士革古城處于東西方文明的交點(diǎn)，是各路商旅必經(jīng)之處。他們將出產(chǎn)于印度的烏茲鋼（wootz也譯作伍茲鋼）販賣到大馬士革。這些烏茲鋼在大馬士革被煉制成武器，而且性能非常優(yōu)越，這些武器或原料傳入歐洲，被稱作大馬士革鋼。后來由于煉制印度烏茲鋼的礦石在十七世紀(jì)末被開采殆盡，所以早期的大馬士革鋼便消失了。在此之后有許多傳說，已經(jīng)不可考證。

9、鑌鐵——制作刀劍的頂級(jí)用鋼

古代的一種鋼，把表面磨光再用腐蝕劑處理，可見花紋，又稱“賓鐵”。明代曹昭的《格古要論》卷六說，鑌鐵有旋螺花、芝麻雪花；常用的腐蝕劑為金絲礬，又名黃礬（硫酸鐵）。鑌鐵原產(chǎn)波斯（今伊朗）、罽賓（今克什米爾）、印度等地，約在南北朝時(shí)傳入中國(guó)。此后中國(guó)也掌握了制煉鑌鐵的技術(shù)。元朝工部設(shè)鑌鐵局，明代新疆、山西都產(chǎn)鑌鐵。古代中近東、南亞有花紋的鋼器分為兩大類：一種以印度烏茨（Wootz）鋼為原料制成；一種以高碳鋼和熟鐵疊打而成。唐慧林《一切經(jīng)音義》卷55所說鑌鐵“以諸鐵和合”，當(dāng)指后者。鑌鐵主要用來制作刀劍，鑌鐵劍極其鋒利，有“吹毛透風(fēng)”之譽(yù)。

10、玄鐵——制作神兵利器的珍稀材料

玄鐵是金庸筆下制作神兵利器的珍稀材料，推測(cè)玄鐵重劍應(yīng)該為高錳鋼。小說中描寫玄鐵的作用曾寫道，凡鐵中摻上一兩八錢，立成利器。這種描述是正確的。重劍鋒，大巧不工。這種描述也是正確的。前者說了錳的脫硫作用。

中國(guó)的鐵礦石普遍品位較低，含硫量高，打造出來的兵器中含硫量偏高自然容易發(fā)脆，冶鐵煉鋼摻入一定的錳鋼后會(huì)降低硫的含量，自然就增加了兵器的強(qiáng)度。至于重劍無鋒，大巧不工，則是因?yàn)楦呙弯撻_不了鋒。

優(yōu)質(zhì)的高猛鋼表面由于奧氏體的作用形成了一層硬殼，受到擠壓研磨的時(shí)候具有自硬性，強(qiáng)度極高，非常耐用磨。對(duì)付金龍鞭的時(shí)候，被鉆石劃過也留不下細(xì)紋。正是對(duì)這一特性的形像描繪。當(dāng)然鉆石的摩爾硬度是10，劃痕是肯定有的，只是不明顯，我們?nèi)庋凼菬o法看得見的。所以高錳鋼通常是一次成型，難以二次加工，想要開鋒就是更是難上加難了。至今鋼廠的老人們嘴里還流傳著一句話……碳鋼打刀，錳鋼鑄斧。用錳鋼做的斧子，堅(jiān)固耐用，經(jīng)愛強(qiáng)烈的打擊也不會(huì)出現(xiàn)碎裂，再說斧頭對(duì)鋒利的程度也要求不高。所以錳鋼是最好的選擇。

11、瓦雷利亞鋼——用來制作無與倫比性能的兵器

瓦雷利亞鋼（Vlyrian steel）是美國(guó)作家喬治·R·R·馬丁著名的史詩(shī)奇幻小說系列《冰與火之歌》中由瓦雷利亞人發(fā)明的一種玄秘合金，能被用來制作無與倫比性能的兵器。傳說在制造過程中混入了咒語和魔法，用龍焰協(xié)助鍛造，使其輕便、堅(jiān)韌并且從不生銹、卷刃或折斷。

瓦雷利亞鋼是由瓦雷利亞自由堡的龍焰中煉造，比尋常的鋼鐵質(zhì)地更加輕盈堅(jiān)韌。而瓦雷利亞末日浩劫之后，瓦雷利亞鋼的煉制技術(shù)已經(jīng)失傳，世間無人能夠煉造新鋼，但是技藝高超的工匠仍然可以嘗試將現(xiàn)有的鋼料熔化進(jìn)行兵器的重鑄。

瓦雷利亞鋼制作的兵刃要比城堡鑄造最好的精鋼武器還要質(zhì)輕堅(jiān)硬，也更加鋒利。瓦雷利亞鋼的材質(zhì)表面顯現(xiàn)水波狀的紋路，就如同現(xiàn)實(shí)世界中的大馬士革鋼。因?yàn)橐睙捈夹g(shù)已經(jīng)失傳，現(xiàn)存的瓦雷利亞鋼就變得極為珍貴和罕見，大部分瓦雷利亞鋼劍在維斯特洛都保存在那些古老的貴族家族手中，每一把都有自己的名字和故事。

有一些讀者錯(cuò)誤認(rèn)為瓦雷利亞鋼如此稀有，是因?yàn)殄懺鞎r(shí)需要龍骨作為材料，而且書中曾指出龍骨含鐵量豐富，加強(qiáng)了這種錯(cuò)誤認(rèn)知。然而作者已明確地指出，瓦雷利亞鋼的打造過程并不需要使用龍骨。

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殷瓦鋼

簡(jiǎn)介

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(zhǎng)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(shí)際上是零（即楊氏模量不變），熱膨脹系數(shù)也很低。它是1896年法國(guó)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(diǎn)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(hào)為4J36，它的中文名字叫殷鋼，英文名字叫因瓦合金( invar) ，意思是體積不變。

一般來說，絕大多數(shù)金屬和合金都是在受熱時(shí)體積膨脹，冷卻時(shí)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，也就是說它的機(jī)理與化學(xué)成分及磁性有關(guān)。

特性

因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（液化天然氣）運(yùn)輸船，特殊傳輸電纜，提高離子激光器穩(wěn)定性等等.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(shí)就會(huì)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(jí)別，即G級(jí)的高級(jí)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。

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一，概述

殷瓦鋼（invar），又叫殷鋼、殷瓦合金、因瓦鋼、不變鋼、不膨脹鋼等；它是鎳鐵合金，即：Ni36%、Fe3.8%、C0.2%；其主要特性為：膨脹系系數(shù)極??；強(qiáng)度、硬度不高；導(dǎo)熱系數(shù)低；塑性韌性高；極好的耐超低溫材料；適用溫度一般－250℃~＋200℃；該材料極易生銹。主要用于：顯示器蔭罩；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；特殊傳輸電纜；提高離子激光器穩(wěn)定性等。目前主要焊接方法是鎢極惰性氣體保護(hù)焊，有手工焊和自動(dòng)焊（TIG/MIG）。

二，焊前準(zhǔn)備

1，焊件、焊材大多有保護(hù)膜或密封包裝，施焊前材料處于退火狀態(tài)，干凈、無油污、刮痧痕、記號(hào)漆等。

2，焊接工作量大、焊道有規(guī)則大多采用自動(dòng)焊機(jī)；反之，采用手工焊。對(duì)TIG焊機(jī)作必要的檢查：①觸電保護(hù)裝置是否正常動(dòng)作；②焊機(jī)指示燈是否正常，接地是否良好，冷卻水管是否漏水；③焊槍、電纜保護(hù)氣管等是否破損；④鎢針磨制是否符合要求等。

3，焊接工藝方案的指導(dǎo)思想為：低熱量輸入，小規(guī)范；層間溫度應(yīng)低于120℃。

4，無需焊前預(yù)熱，焊后熱處理。

5，焊材通常采用M93；若焊縫性能設(shè)計(jì)為與母材相同，則需采用與母材相同材質(zhì)的焊材或?qū)⒛覆那谐杉?xì)條狀用作焊絲。其他替代焊材：Nicrofer S 7020 W.－Nr. 2.4806 SG-NiCr20Nb AWs A 5.14 ERNiCr-3；W. -Nr. 2.4648 EL-NiCr19Nb AWS A 5.14 ERNiFe-3。

6，施焊環(huán)境要求必須配備有除濕功能的空調(diào)，保證施焊處的干燥度保持在60%以上，以防殷瓦鋼生銹

三，施焊操作

1，在焊接操作時(shí)，要吸水性好的羊皮手套、合挌變光面罩、防塵口罩、皮頭軟錘、軟毛刷、焊絲袋等勞保用具及必要工具。

2，在焊接過程中，潔凈是關(guān)鍵，在焊件上不能有一滴汗珠或一亇手印，這要求焊工不僅手上要準(zhǔn)，更要心里穩(wěn)，焊工的任何情緒波動(dòng)，都亞接影響焊接質(zhì)量。鎢針應(yīng)保存在專用工盒中，避免山皮膚直接接觸。

3，根據(jù)段瓦鋼的厚度大小來選擇合適的焊絲直徑，相應(yīng)選擇焊接電流等工藝參數(shù)。M93焊絲?2.4~?3.2mmTIG焊接標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)是電流70~80A，電壓15~20V。對(duì)于不同板厚（mm）的焊接參數(shù)（電流 A）如下：1.0與0.7點(diǎn)焊50連焊24；1.0與1.5點(diǎn)焊50連焊28；1.5與1.0點(diǎn)焊70連焊38；1.5與1.5點(diǎn)焊70連焊48；1.5與3.0點(diǎn)焊100連焊65；3.0與3.0點(diǎn)焊110連焊95。

4，操作手法要領(lǐng)：①鎢針要露出焊槍端部約5mm，鎢針與母材或焊接方向成75°，對(duì)橫向保持90°。②施焊時(shí)，送絲速度和焊接速度要協(xié)調(diào)一致，鎢針尖端在惰性氣體的吹力作用下，保持距離0.5~1mm，擺動(dòng)幅度為焊絲直徑的3倍左右，兩端停頓成弧線擺動(dòng)，要求節(jié)奏均勻。③時(shí)常清理槍頭飛濺附著物，并更換備用鎢針、噴嘴或保護(hù)嘴等。④仰焊時(shí)，焊絲與焊接前進(jìn)方向成45°，對(duì)母材的垂直方向上成90°，鎢針在焊接方向及對(duì)母材的垂直方向上都成90°；要時(shí)刻注意熔池大小，以防熔滴掉落燙傷。⑤收尾及繼接，當(dāng)一道焊縫要收尾時(shí)，將熔池填飽滿，電弧向上收起，并松開焊槍開關(guān)；當(dāng)沿著前道焊縫續(xù)焊時(shí)，電弧應(yīng)該在前道焊縫最后一亇熔池稍作停留1~3s到該熔池顯大小一樣的鱗紋，然后實(shí)施續(xù)焊。

5，一般小于1mm的殷瓦鋼簿板廣泛用于LNG運(yùn)輸船（使用溫度-163℃）等建造領(lǐng)域，焊接時(shí)一般采用鎢極惰性氣體保護(hù)焊；由于板材薄，母材及焊材的清潔特別嚴(yán)格。焊接難度很大，一旦一個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)質(zhì)量問題，將導(dǎo)致相鄰的一大片段瓦鋼的更換并重新焊接；一個(gè)地方漏點(diǎn)的返修工時(shí)超過1000h；如果有一個(gè)針眼缺陷未排除可能引起爆炸而使整船報(bào)廢！為提高質(zhì)量目前母材焊材焊機(jī)均采用進(jìn)口的。焊接LNG船必須經(jīng)GTT培訓(xùn)并取得合挌證后方可上崗，且每月還得復(fù)審。

6，對(duì)于較厚的殷瓦鋼，上海寶鋼廠已開始生產(chǎn)殷瓦鋼，在許多領(lǐng)域?qū)⒈徊捎?，可采用熔化極氣體保護(hù)焊，電流不宜過大，小擺動(dòng)焊接，走月牙型焊道。

四，焊后檢驗(yàn)

1，通常首先進(jìn)行目視檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)比較明顯缺陷及時(shí)處理。

2，一般需100%進(jìn)行著色檢驗(yàn)。

3，必要時(shí)進(jìn)行其檢驗(yàn)。

本文由“威爾鼎王”編揖。