一、4J47概述

4J47在20～400℃溫度范圍內，具有與軟玻璃相近的膨脹系數(shù)，用于與相應的軟玻璃匹配封接。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，與基體結合牢固，且與軟玻璃浸潤性好。因此，能獲得高強度的封接面。是電真空工業(yè)中的重要封接結構材料。

1.14J47材料牌號4J47。

1.24J47相近牌號見表1-1。

表1-1[1,4]

俄羅斯美國日本法國德國

47HX--461-

1.34J47材料的技術標準YB/T5235-1993《鐵鎳鉻、鐵鎳封接合金技術條件》。

1.44J47化學成分見表1-2。

表1-2%

CPSMnSiBAlNiCrFe

≤

0.050.0200.0200.400.30-0.2046.8～47.80.80～1.40余量

在平均線膨脹系數(shù)達到標準規(guī)定條件下，允許鎳、鉻含量偏離表1-2規(guī)定的范圍。對于制造焊管的4J47合金鋁的質量分數(shù)應不大于0.10%。

1.5   4J47熱處理制度標準規(guī)定的膨脹系數(shù)性能檢驗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。

1.64J47品種規(guī)格與供應狀態(tài)品種有絲、管、板、帶和棒。

1.74J47熔煉與鑄造工藝用非真空感應爐、真空感應爐或電弧爐熔煉。

1.84J47應用概況與特殊要求該組合金經(jīng)航空工廠長期使用，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。在應用中應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度，允許合金中含有一定的鋁、鈰。在熱處理時，應避免其晶粒過大，以保證帶材具有良好的深沖引伸性能及氣密性。

二、4J47物理及化學性能

2.14J47熱性能

2.1.14J47溶化溫度范圍該合金的溶化溫度約為1430℃[5]。

2.1.24J47熱導率見表2-1。

表2-1[1]

λ/(W/(m·℃))ρ/(g/cm3)ρ/(μΩ·m)

20.18.190.55

2.1.34J47比熱容該合金的比熱容約為504J/(kg℃)。

2.1.44J47線膨脹系數(shù)標準規(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。4J47合金的膨脹曲線見圖2-1。

表2-2表2-3[1]

/10-6℃-1

20～300℃20～400℃20～100℃20～200℃20～300℃20～400℃20～500℃20～550℃20～600℃

-8.1～8.78.18.68.38.39.19.710.0

2.24J47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℃

2.82.92.92.82.62.3

2.34J47電性能

2.3.14J47電阻率見表2-1。

2.3.24J47電阻溫度系數(shù)見表2-4。

2.44J47磁性能

2.4.14J47居里點Tc=400℃[1,6]。

2.4.24J47合金的磁性能見表2-5[1,2]。

在4000A/m下，剩余磁感應強度Br=0.97T，矯頑力Hc=29.6A/m[1,2]。

2.54J47化學性能合金在大氣、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]

三、4J47力學性能

3.14J47技術標準規(guī)定的性能

3.1.14J47硬度深沖態(tài)帶材的維氏硬度應小于等于190。厚度不大于0.2mm時不作硬度試驗。

3.1.24J47抗拉強度合金帶材的抗拉強度應符合表3-1的規(guī)定。

表3-1

狀態(tài)代號狀態(tài)σb/MPa

R軟態(tài)<590

I硬態(tài)>820

3.24J47室溫及各種溫度下的力學性能

3.2.14J47硬度合金帶材（退火狀態(tài)）的硬度見表3-2[1,2]。

3.2.24J47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/MPaσP0.2/MPaδ/%HV

54918633-

3.34J47持久和蠕變性能

3.44J47疲勞性能

3.54J47彈性性能

3.5.14J47彈性模量E=142GPa。

四、4J47組織結構

4.14J47相變溫度

4.24J47時間-溫度-組織轉變曲線

4.34J47合金組織結構該合金處于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。

4.44J47晶粒度標準規(guī)定，合金深沖態(tài)帶材的晶粒度應不小于7級，小于7級的晶粒度不得超過面積的10%。厚度小于0.13mm的帶材估計平均晶粒度時，沿帶材厚度方向晶粒個數(shù)應不少于8個。

五、4J47工藝性能與要求

5.14J47成形性能該合金具有良好的冷、熱加工性能，可制成各種復雜形狀的零件。4J47、合金的熱加工溫度在1160℃左右。該合金應避免在含硫氣氛中加熱。當帶材冷應變率大于70%時，退火后會引起塑性各向異性[6]。

5.24J47焊接性能該合金可采用電弧焊、氧乙炔焊。在預氧化處理后，特別在與玻璃封接后，很難進行電阻焊。該合金與玻璃封接前應進行預氧化處理。

5.34J47零件熱處理工藝熱處理可分為：消除應力退火、中間退火、預氧化處理。

(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：零件在保護氣氛中加熱到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。工件需在保護氣氛中加熱到800～900℃，保溫20min，爐冷或空冷。

(3)預氧化處理為使合金表面生成一層厚度均勻、致密的氧化膜，該氧化膜與基體結合牢固，且能很好地與熔融的玻璃浸潤。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。

5.44J47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。

5.54J47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。