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(xiàn)

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(lèi)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。

 1.14J49材料牌號(hào)4J49。

1.2 4J49相近牌號(hào) 見(jiàn)表1-1。

表1-1[1,4]

俄羅斯美國(guó)日本法國(guó)德國(guó)

47HXPCarpenter456-FeNi46Cr5Vacovit465

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(jiàn)表1-2。

 表1-2  %

CPSMnSiBAlNiCrFe

≤

0.050.0200.0200.400.300.02-46.0～48.05.00～6.00余量

在平均線(xiàn)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(chǎng)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(yáng)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(guò)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(jiàn)表2-1。

表2-1[1]

λ/(W/(m·℃))ρ/(g/cm3)ρ/(μΩ·m)

18.08.180.90

2.1.3 4J49比熱容 該合金的比熱容約為504J/(kg℃)。

2.1.4 4J49線(xiàn)膨脹系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的平均線(xiàn)膨脹系數(shù)見(jiàn)表2-2。

該合金的平均線(xiàn)膨脹系數(shù)見(jiàn)表2-3。4J49合金的膨脹曲線(xiàn)見(jiàn)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℃

8.6～9.39.4～10.19.09.08.99.610.911.411.8

2.2 4J49密度 見(jiàn)表2-1。 表2-4[1,2]

αR/10-3℃-1

20～50℃20～100℃20～200℃20～300℃20～400℃20～500℃

0.950.900.850.800.700.60

2.3 4J49電性能

 2.3.1 4J49電阻率見(jiàn)表2-1。

2.3.2 4J49電阻溫度系數(shù)見(jiàn)表2-4。

 2.4 4J49磁性能

2.4.1 4J49居里點(diǎn) Tc=340℃[1,6]。

2.4.2 4J49合金的磁性能 見(jiàn)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/TH/(A/m)B/T

8

16

24

40

803.0×10-2

0.19

0.34

0.58

0.74160

400

800

2000

40000.88

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(jiàn)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(jiàn)表3-2。

表3-2[1,2]

σb/MPaσP0.2/MPaδ/%HV

54920633130

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(xiàn)

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(guò)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(jiàn)表4-1。

表4-1[1,2]

退火溫度/℃6506757007508009001000105011001200

晶粒度級(jí)別-開(kāi)始再結(jié)晶>10>10109.07.03.02.0>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(guò)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＋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。