不变钢，也通常称为 FeNi36（美国为 64FeNi），是一种镍铁合金，以其独特的低热膨胀系数（CTE 或 α）而著称。 不变钢这个名字来自“不变”一词，指的是它不会随温度变化而膨胀或收缩。

瑞士物理学家查尔斯·爱德华·纪尧姆 (Charles Édouard Guillaume) 于 1895 年发现了这种合金，并因此获得了 1920 年的诺贝尔物理学奖。它促进了科学仪器的改进。

与其他镍/铁成分一样，不变钢是一种固溶体； 也就是说，它是一种单相合金。 在一种商业版本中，它包含大约 36% 的镍和 64% 的铁。 1961 年，西屋公司的科学家将殷钢范围描述为 30-45 原子百分比的镍。

普通等级的不变钢的热膨胀系数（表示为 α，在 20 °C 和 100 °C 之间测量）约为 1.2 × 10−6 K−1 (1.2 ppm/°C)，而普通钢的值 大约 11–15 ppm/°C。 超纯等级 (<0.1% Co) 可以很容易地产生低至 0.62–0.65 ppm/°C 的值。 一些配方显示出负热膨胀 (NTE) 特性。 尽管它在一定温度范围内显示出高尺寸稳定性，但它确实有蠕变倾向。

不变钢用于要求尺寸稳定性高的地方，如精密仪器、钟表、地震蠕变测量仪、电视荫罩框架、发动机阀门和大型航空结构模具。

它的首批应用之一是手表摆轮和精密调节时钟的摆杆。 在发明摆钟时，它是世界上最精确的计时器，计时精度的限制是由于钟摆长度的热变化。 Clemens Riefler 于 1898 年开发的 Riefler 调节时钟是第一个使用不变钢摆的时钟，每天的精度为 10 毫秒，直到 1930 年代，它一直是海军天文台和国家时间服务的主要时间标准。

在土地测量中，进行一阶（高精度）高程找平时，使用的标尺（标尺）由不变钢制成，而不是木材、玻璃钢或其他金属。 不变钢支柱用于某些活塞以限制其在气缸内的热膨胀。 在制造用于航空航天碳纤维叠层模具的大型复合材料结构中，不变钢用于促进零件的制造以达到极其严格的公差。

在天文领域，不变钢被用作支撑天文望远镜尺寸敏感光学系统的结构部件。 不变钢优越的尺寸稳定性使天文望远镜的观测精度和准确度显着提高。

原始不变钢材料的变体具有略微不同的热膨胀系数，例如：

• Inovco，它是 Fe–33Ni–4.5Co，α 为 0.55 ppm/°C（20–100 °C）。
• FeNi42（例如 NILO 合金 42）的镍含量为 42%，α ≈ 5.3 ppm/°C，广泛用作电子元件、集成电路等的引线框架材料。
• FeNiCo 合金（称为 Kovar 或 Dilver P）具有与硼硅酸盐玻璃相同的膨胀行为，因此可用于各种温度和应用的光学部件，例如卫星。

事实证明，对于不变钢异常低的 CTE 的详细解释对物理学家来说是难以捉摸的。

所有富含铁的面心立方 Fe-Ni 合金在其测量的热和磁性能中都显示出不变钢异常，这些异常的强度随着合金成分的变化而不断变化。 科学家们曾提出，不变钢的行为是面心立方 Fe-Ni 系列中高磁矩到低磁矩转变的直接结果（这会产生矿物反钛矿） ; 然而，这个理论被证明是错误的。

相反，似乎低力矩/高力矩转变之前是高磁矩受阻铁磁状态，其中 Fe-Fe 磁性交换键具有正确符号和大小的大磁体积效应以产生 观察到的热膨胀异常。

王等。 考虑了 Fe_{3Pt 中完全铁磁 (FM) 配置和自旋翻转配置 (SFC) 之间的统计混合 从第一性原理计算预测的 FM 和 SFC 的自由能，并能够预测各种压力下负热膨胀的温度范围。 结果表明，所有单独的FM和SFCs都具有正热膨胀，而负热膨胀源于体积小于FM的SFCs数量的增加。}