金屬材料被加熱，因原子熱振動(dòng)增大，會(huì)發(fā)生膨脹。但是有些金屬材料在一定條件下不發(fā)生較大的膨脹。將這種金屬材料稱為低熱膨脹材料。Fe-Ni系合金的熱膨脹系數(shù)很小。室溫下，36mass%Ni的Fe-Ni系合金具有極小的熱膨脹系數(shù)。該合金是強(qiáng)磁體。在居里溫度以下具有低熱膨脹性。在Fe-Ni系合金中添加Co，可提高居里溫度，因此可在更高的溫度下保持低熱膨脹性。在低溫區(qū)（室溫-350℃），F(xiàn)e-29%Ni-17%Co合金的熱膨脹系數(shù)大于Fe-41Ni合金，但在400℃以上的高溫區(qū)，F(xiàn)e-29%Ni-17%Co合金的熱膨脹系數(shù)接近于硬質(zhì)玻璃。近年來(lái)，隨著汽車電動(dòng)化的發(fā)展，傳動(dòng)部件在高溫環(huán)境中工作。為了減緩部件的熱應(yīng)力，保證部件的長(zhǎng)期可靠性，采用Fe-Ni系合金部件的情況不斷增多。
1 低熱膨脹材料特性 1.1 物理性質(zhì) 具有低熱膨脹性的代表性的金屬材料是Fe-Ni系合金。Fe-Ni系合金的熱膨脹系數(shù)接近于半導(dǎo)體Si，所以，F(xiàn)e-Ni系合金與半導(dǎo)體片周圍部件組合，用做引線框架。Fe-Ni-Co系合金用于硬質(zhì)玻璃和陶瓷的封止材料。 1.2 力學(xué)性能 由于低熱膨脹材料不是結(jié)構(gòu)材料，所以要求力學(xué)性能的情況很少。但在用壓力機(jī)對(duì)低熱膨脹材料進(jìn)行彎曲加工和沖壓加工時(shí)，要對(duì)低熱膨脹材料的力學(xué)性能進(jìn)行調(diào)整后使用。
2 低熱膨脹材料的熱處理 Fe-Ni系合金、Fe-Ni-Co系合金雖然不是難熱處理的材料。但由于熱處理對(duì)下游的加工工序有影響，所以，保證熱處理的均勻性、防止回火色等一般的熱處理要求，應(yīng)予注意。
3 基礎(chǔ)問(wèn)答 1）什么是熱膨脹系數(shù)？ 金屬熱膨脹系數(shù)是金屬材料溫度升高時(shí)其體積和長(zhǎng)度膨脹的比例，用測(cè)定溫度范圍內(nèi)單位溫度變化的膨脹量表示。 2）為什么Fe-Ni系合金具有低的熱膨脹特性？ Fe-Ni系合金又叫做因瓦合金（invariable的縮略語(yǔ)）。Fe-Ni系合金具有低的熱膨脹特性的原因是，溫度升高時(shí)起因于晶格振動(dòng)的熱膨脹與起因于自發(fā)磁化產(chǎn)生的體積應(yīng)變小引起的體積縮小相抵消。 3）低熱膨脹材料還可用于其他的什么方面？ 低熱膨脹材料的代表性的用途是將熱膨脹系數(shù)不同的兩片金屬材料貼合在一起成為雙金屬，用于安全裝置。利用溫度升高時(shí)兩種金屬膨脹量的不同引起材料變形的現(xiàn)象，雙金屬用于溫度計(jì)和溫度調(diào)節(jié)裝置。
