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        導(dǎo)航
        產(chǎn)品中心
        精密合金
        4J49

        鐵鎳鈷玻封合金4J49

        目  錄

        概述--------------------------------------------------------------- 3 
        ----------1.1、材料牌號(hào) 
        ----------1.2、相近牌號(hào) 
        ----------1.3、材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 
        ----------1.4、化學(xué)成分 
        ----------1.5、熱處理制度 
        ----------1.6、品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 
        ----------1.7、熔煉與鑄造工藝 
        ----------1.8、應(yīng)用概況與特殊要求 
        特理及化學(xué)性能------------------------------------------------3 
        ----------2.1、熱性能 
        ----------2.2、密度 
        ----------2.3、電性能 
        ----------2.4、磁性能 
        ----------2.5、化學(xué)性能 
        力學(xué)性能---------------------------------------------------------4 
        ----------3.1、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能 
        ----------3.2、室溫下及各種溫度下的力學(xué)性能 
        ----------3.3、持久和蠕變性能 
        ----------3.4、疲勞性能 
        ----------3.5、彈性性能 
        組織機(jī)構(gòu)---------------------------------------------------------4 
        ----------4.1、相應(yīng)溫度 
        ----------4.2、合金組織機(jī)構(gòu) 
        ----------4.3、時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線 
        工藝性能與要求------------------------------------------------5 
        ----------5.1、成形性能 
        ----------5.2、焊接性能 
        ----------5.3、零件熱處理工藝 
        ----------5.4、表面處理工藝 
        ----------5.5、切削加工與磨削性能

        4J49概述 
             4J49在20~400℃溫度范圍內(nèi),具有與軟玻璃相近的膨脹系數(shù),用于與相應(yīng)的軟玻璃匹配封接。該類合金中含有鉻,經(jīng)氧化處理后,合金表面生成非常致密的氧化膜,與基體結(jié)合牢固,且與軟玻璃浸潤(rùn)性好。因此,能獲得高強(qiáng)度的封接面。是電真空工業(yè)中的重要封接結(jié)構(gòu)材料。 
             1.1 4J49材料牌號(hào) 4J49。 
        1.2 4J49相近牌號(hào) 見表1-1。 
        表1-1[1,4]


        俄羅斯

        美國(guó)

        日本

        法國(guó)

        德國(guó)

        47HXP

        Carpenter456

        -

        FeNi46Cr5

        Vacovit 465 
        Vacovit 485

        1.3 4J49材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) YB/T 5235-1993《鐵鎳鉻、鐵鎳封接合金技術(shù)條件》。 
        1.4 4J49化學(xué)成分 見表1-2。 
                                           表1-2                                      %


        C

        P

        S

        Mn

        Si

        B

        Al

        Ni

        Cr

        Fe










        0.05

        0.020

        0.020

        0.40

        0.30

        0.02

        -

        46.0~48.0

        5.00~6.00

        余量

        在平均線膨脹系數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下,允許鎳、鉻含量偏離表1-2規(guī)定的范圍。 
        1.5 4J49熱處理制度 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的膨脹系數(shù)性能檢驗(yàn)試樣在氫氣氣氛中將試樣加熱至1100℃±20℃,保溫15min,以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出爐。 
        1.6 4J49品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 品種有絲、管、板、帶和棒。 
             1.7 4J49熔煉與鑄造工藝 用非真空感應(yīng)爐、真空感應(yīng)爐或電弧爐熔煉。 
        1.8 4J49應(yīng)用概況與特殊要求 該組合金經(jīng)航空工廠長(zhǎng)期使用,性能穩(wěn)定。主要用于制作各種電真空元器件,如電子束管的陽極帽等。在應(yīng)用中應(yīng)使選用的玻璃與合金的膨脹系數(shù)相匹配。為提高金屬與玻璃的封接強(qiáng)度,允許合金中含有一定的鋁、鈰。在熱處理時(shí),應(yīng)避免其晶粒過大,以保證帶材具有良好的深沖引伸性能及氣密性。 
        二、4J49物理及化學(xué)性能     
             2.1 4J49熱性能                                         
        2.1.1 4J49溶化溫度范圍 該合金的溶化溫度約為1430℃[5]。 
        2.1.2 4J49熱導(dǎo)率 見表2-1。 
        表2-1[1]


        λ/(W/(m·℃))

        ρ/(g/cm3)

        ρ/(μΩ·m)

        18.0

        8.18

        0.90

        2.1.3 4J49比熱容 該合金的比熱容約為504J/(kg?℃)。 
        2.1.4 4J49線膨脹系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的平均線膨脹系數(shù)見表2-2。 
        該合金的平均線膨脹系數(shù)見表2-3。4J49合金的膨脹曲線見圖2-1。 
               表2-2                                    表2-3[1]


        /10-6℃-1

        /10-6℃-1







        20~300℃

        20~400℃

        20~100℃

        20~200℃

        20~300℃

        20~400℃

        20~500℃

        20~550℃

        20~600℃

        8.6~9.3

        9.4~10.1

        9.0

        9.0

        8.9

        9.6

        10.9

        11.4

        11.8

            2.2 4J49密度 見表2-1。                               表2-4[1,2]


        αR/10-3℃-1





        20~50℃

        20~100℃

        20~200℃

        20~300℃

        20~400℃

        20~500℃

        0.95

        0.90

        0.85

        0.80

        0.70

        0.60

        2.3 4J49電性能    
             2.3.1 4J49電阻率 見表2-1。 
        2.3.2 4J49電阻溫度系數(shù) 見表2-4。 
             2.4 4J49磁性能 
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        2.4.1 4J49居里點(diǎn) Tc=340℃[1,6]。 
        2.4.2 4J49合金的磁性能 見表2-5[1,2]。 
        在4000A/m下,剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br=0.69T,矯頑力 
        Hc=27.2A/m[1,2]。 
        2.5 4J49化學(xué)性能 合金在大氣、淡水和海水中具有 
        較好的耐腐蝕性;有良好的抗氫氟酸腐蝕性能。

         


         表2-5[1,2]


        H/(A/m)

        B/T

        H/(A/m)

        B/T


        16 
        24 
        40 
        80

        3.0×10-2 
        0.19 
        0.34 
        0.58 
        0.74

        160 
        400 
        800 
        2000 
        4000

        0.88 
        1.00 
        1.08 
        1.16 
        1.20

        4J49力學(xué)性能 
        3.1 4J49技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能 
        3.1.1 4J49硬度 深沖態(tài)帶材的維氏硬度應(yīng)小于等于190。厚度不大于0.2mm時(shí)不作硬度試驗(yàn)。 
        3.1.2 4J49抗拉強(qiáng)度 合金帶材的抗拉強(qiáng)度應(yīng)符合表3-1的規(guī)定。 
        表3-1


        狀態(tài)代號(hào)

        狀態(tài)

        σb/MPa

        R

        軟態(tài)

        <590

        I

        硬態(tài)

        >820

        3.2 4J49室溫及各種溫度下的力學(xué)性能 
        3.2.1 4J49硬度 合金帶材(退火狀態(tài))的硬度見表3-2[1,2]。 
        3.2.2 4J49拉伸性能 合金(退火狀態(tài))在室溫的拉伸性能見表3-2。 
        表3-2[1,2]


        σb/MPa

        σP0.2/MPa

        δ/%

        HV

        549

        206

        33

        130

            3.3 4J49持久和蠕變性能 
             3.4 4J49疲勞性能  
        3.5 4J49彈性性能  
        3.5.1 4J49彈性模量 E=145GPa。 
        四、4J49組織結(jié)構(gòu) 
        4.1 4J49相變溫度          
        4.2 4J49時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線  
        4.3 4J49合金組織結(jié)構(gòu) 該合金處于Fe-Ni-Cr三元相圖的穩(wěn)定奧氏體區(qū)域。合金為單相奧氏體組織。 
        4.4 4J49晶粒度 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,合金深沖態(tài)帶材的晶粒度應(yīng)不小于7級(jí),小于7級(jí)的晶粒度不得超過面積的10%。厚度小于0.13mm的帶材估計(jì)平均晶粒度時(shí),沿帶材厚度方向晶粒個(gè)數(shù)應(yīng)

        不少于8個(gè)。 
        冷應(yīng)變率為60%~70%的1mm厚的帶材,在表4-1所示溫度下退火,空冷后,按YB 027-1992進(jìn)行晶粒度評(píng)級(jí),結(jié)果見表4-1。 
        表4-1[1,2]


        退火溫度/℃

        650

        675

        700

        750

        800

        900

        1000

        1050

        1100

        1200

        晶粒度級(jí)別

        -

        開始再結(jié)晶

        >10

        >10

        10

        9.0

        7.0

        3.0

        2.0

        >2.0

        五、4J49工藝性能與要求 
             5.1 4J49成形性能 該合金具有良好的冷、熱加工性能,可制成各種復(fù)雜形狀的零件。4J49合金的熱加工溫度在1160℃左右。4J49合金因含有硼,使很近熱塑性溫度降低,其熱加工溫度為1000~1050℃。該合金應(yīng)避免在含硫氣氛中加熱。當(dāng)帶材冷應(yīng)變率大于70%時(shí),退火后會(huì)引起塑性各向異性[6]。 
             5.2 4J49焊接性能 該合金可采用電弧焊、氧乙炔焊。在預(yù)氧化處理后,特別在與玻璃封接后,很難進(jìn)行電阻焊。該合金與玻璃封接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)氧化處理。 
        5.3 4J49零件熱處理工藝 熱處理可分為:消除應(yīng)力退火、中間退火、預(yù)氧化處理。 
        (1)消除應(yīng)力退火 為消除零件在機(jī)械加工后的殘存應(yīng)力,要進(jìn)行消除應(yīng)力退火:零件在保護(hù)氣氛中加熱到470~540℃,保溫1~2h,爐冷或空冷。 
             (2)中間退火 為消除合金在冷軋、冷拔、冷沖壓過程中引起的加工硬化現(xiàn)象,以利于繼續(xù)加工。工件需在保護(hù)氣氛中加熱到800~900 ℃,保溫20min,爐冷或空冷。 
        (3)預(yù)氧化處理 為使合金表面生成一層厚度均勻、致密的氧化膜,該氧化膜與基體結(jié)合牢固,且能很好地與熔融的玻璃浸潤(rùn)。零件在飽和濕氫中,加熱到1150~1250℃,保溫30~50min,空冷。零件的增重在0.2~0.4mg/cm2范圍為宜。 
        5.4 4J49表面處理工藝 表面處理可采用噴砂、拋光、酸洗。合金在封接前可在乙酸+硝酸或乙酸酐+鹽酸中酸洗。 
        5.5 4J49切削加工與磨削性能 該合金切削加工特性和奧氏體不銹鋼相似。加工時(shí)采用高速鋼或硬質(zhì)合金刀具,低速切削加工。切削時(shí)可使用冷卻劑。該合金磨削性能良好。


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