4J40

高溫低膨脹合金4J40

目 錄

概述--------------------------------------------------------------- 3

----------1.1、材料牌號

----------1.2、相近牌號

----------1.3、材料的技術標準

----------1.4、化學成分

----------1.5、熱處理制度

----------1.6、品種規(guī)格與供應狀態(tài)

----------1.7、熔煉與鑄造工藝

----------1.8、應用概況與特殊要求

特理及化學性能------------------------------------------------3

----------2.1、熱性能

----------2.2、密度

----------2.3、電性能

----------2.4、磁性能

----------2.5、化學性能

力學性能---------------------------------------------------------3

組織機構---------------------------------------------------------3

----------4.1、相應溫度

----------4.2、合金組織機構

----------4.3、時間-溫度-組織轉變曲線

工藝性能與要求------------------------------------------------4

----------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

4J40概述

4J40屬于Fe-Ni-Co三元合金，居里點在300℃以上。該合金在-20～300℃溫度范圍內具有較低的膨脹系數，直至-60℃溫度下，不發(fā)生奧氏體(γ)→馬氏體(M)的轉變。該合金主要用于制造要求在-50～300℃溫度范圍內尺寸高度精密的儀表零件和電子器件。

1.14J40材料牌號4J40。

1.2 4J40相近牌號

1.3 4J40材料的技術標準YB/T 5241-1993《低膨脹合金4J32、4J36、4J38和4J40技術條件》。

1.4 4J40化學成分 見表1-1。

表1-1  %

CSiMnPSNiCoFe

≤

0.050.150.250.0200.02032.4～33.47.00～8.00余量

在平均線膨脹系數達到標準規(guī)定條件下，允許鎳、鈷含量偏離表1-1規(guī)定范圍。

1.5 4J40熱處理制度標準規(guī)定的膨脹系數及低溫組織穩(wěn)定性的性能檢驗試樣按下述方法加工和熱處理：將半成品試樣加熱至840℃±10℃，保溫1h,水淬，再將試樣加工為成品試樣，在315℃±10℃保溫1h，隨爐冷或空冷。

1.6 4J40品種規(guī)格與供應狀態(tài)管、絲和帶材。

1.7 4J40熔煉與鑄造工藝用非真空感應、真空感應爐和電弧爐熔煉。

1.8 4J40應用概況與特殊要求該合金是20世紀70年代我國研制的新產品。經多年使用性能穩(wěn)定。主要用于電真空工業(yè)中制造各種束調管、微波管的諧振腔和外形尺寸隨溫度變化較小的零部件。在使用中應嚴格控制熱處理工藝及加工工藝，根據使用溫度應嚴格檢驗其組織穩(wěn)定性能。

二、4J40物理及化學性能

2.1 4J40熱性能

2.1.1 4J40線膨脹系數標準規(guī)定α1(20～

300℃)≤2.0×10-6℃-1。

合金的平均線膨脹系數見表2-1。合金的

膨脹曲線見圖2-1。

表2-1[1]

/10-6℃-1

20～50℃20～100℃20～200℃20～300℃20～400℃

1.41.31.21.74.5

2.2 4J40密度

2.3 4J40電性能

2.4 4J40A 合金在大氣、淡水和海水中有較好的耐腐蝕性。

4J40力學性能

四、4J40組織結構

4.1 4J40相變溫度 γ→α相變溫度在－60℃以下。

4.2 4J40時間-溫度-組織轉變曲線

4.3 4J40合金組織結構合金按1.5規(guī)定的熱處理制度處理后，為奧氏體組織，而且再經-60℃冷凍2h,不應出現馬氏體組織。但當合金成分不當時，在常溫或低溫下將發(fā)生不同程度的

奧氏體(γ)向針狀馬氏體(α)轉變，相變時伴隨著體積膨脹效應。

五、4J40工藝性能與要求

5.1 4J40成形性能該合金很容易冷、熱加工。熱加工時應避免在含硫的氣氛中加熱。

5.2 4J40焊接性能 合金可采用釬焊、熔焊、電阻焊等方法焊接。由于膨脹系數與化學成分有關，應盡量避免因焊接造成合金成分的改變，因此，好采用氬弧焊。

5.3 4J40零件熱處理工藝 熱處理可分為：消除應力退火、中間退火及穩(wěn)定化處理。

(1)消除應力退火 為消除零件在機械加工后的殘存應力，要進行消除應力退火：530～550 ℃，保溫1～2h,爐冷。

(2)中間退火 為消除合金在冷軋、冷拔、冷沖壓過程引起的加工硬化現象，以利于繼續(xù)加工。工件加熱到830～880 ℃，保溫30min，爐冷或空冷。

(3)穩(wěn)定化處理 為獲得具有較低的膨脹系數又能使其性能穩(wěn)定。一般采用三段處理。

a)均勻化：在加熱中，合金中的雜質充分固溶和合金元素趨于均勻。工件在保護氣氛中，加熱到830 ℃，保溫20min～1h，淬火。

b)回火：在回火過程中能夠部分消除由淬火產生的應力。工件加熱到315 ℃，保溫1～4h，爐冷。

c)穩(wěn)定化時效：使合金的尺寸穩(wěn)定。工件加熱到95℃，保溫48h。

對于冷加工或機械加工后的高精度零件，不宜采用高溫處理時，可采用下述消除應力穩(wěn)定化處理：工件加熱到315～370℃，1～4h。

該合金不能用熱處理硬化。

5.4 4J40表面處理工藝 表面處理可采用噴砂、拋光或酸洗。合金可用25%鹽酸溶液在70℃下酸洗，清除氧化皮。

5.5 4J40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。加工時采用高速鋼或硬質合金刀具，低速切削加工。切削時可使用冷卻劑。該合金磨削性能良好。