4J45

鐵鎳定膨脹玻封合金4J45

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---------------------------------------------------------4

----------3.1、技術標準規(guī)定的性能

----------3.2、室溫下及各種溫度下的力學性能

----------3.3、持久和蠕變性能

----------3.4、疲勞性能

----------3.5、彈性性能

組織機構---------------------------------------------------------4

----------4.1、相應溫度

----------4.2、合金組織機構

----------4.3、時間-溫度-組織轉(zhuǎn)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

4J45概述

 鐵鎳定膨脹合金是通過調(diào)整鎳含量而獲得在給定溫度范圍內(nèi)能與膨脹系數(shù)不同的軟玻璃和陶瓷匹配的一系列定膨脹合金，其膨脹系數(shù)和居里點隨鎳含量增加而增加。該組合金是電真空工業(yè)中廣泛使用的封接結(jié)構材料。

 1.14J45材料牌號4J45。

1.2 4J45相近牌號 見表1-1。

表1-1[1～3]

俄羅斯美國英國日本法國德國

46HNiromet 46

Ferrovac 46 NiNilo 45-Fe-Ni42

-Vacodil 46

1.3 4J45材料的技術標準YB/T 5235-1993《鐵鎳鉻、鐵鎳封接合金技術條件》。

1.4 4J45化學成分 見表1-2。

 表1-2[4]  %

CMnSiPSAlCoNiFe

≤

0.050.800.300.0200.0200.10-44.5～45.5余量

在平均線膨脹系數(shù)達到標準規(guī)定條件下，允許鎳含量偏離表1-2規(guī)定的范圍。

1.5 4J45熱處理制度標準規(guī)定的膨脹系數(shù)性能檢驗試樣其熱處理制度：在氫氣氣氛中將試樣加熱到900℃±20℃，保溫1h，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出爐[4]。

1.6 4J45品種規(guī)格與供應狀態(tài)品種有棒材、管材、板材、帶材和絲材。

 1.7 4J45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。

1.8 4J45應用概況與特殊要求4J45合金主要用于制作精密阻抗膜片，與人造藍寶石、軟玻璃、陶瓷封接。

在應用中應使選用的封接材料與合金的膨脹系數(shù)相配。熱處理時應控制其晶粒度，以保證材料具有良好的深沖引伸性能。當使用鍛、軋材時應嚴格檢驗材料的氣密性。

二、4J45物理及化學性能

 2.1 4J45熱性能

2.1.1 4J45溶化溫度范圍該組合金溶化溫度約為1430℃[1,2]。

2.1.2 4J45熱導率λ=14.7W/(m·℃)[1,2]。

2.1.3 4J45比熱容 該組合金的比熱容均為502J/(kg℃)。

2.1.4 4J45線膨脹系數(shù) 標準規(guī)定的合金平均線膨脹系數(shù)見表2-1。合金的平均線膨脹系數(shù)見表2-2。合金的膨脹曲線見圖2-2。

表2-2

/10-6℃-1

20～300℃20～400℃20～450℃

6.5～7.26.5～7.2-

2.2 4J45密度ρ=8.18g/cm3[1,2]。

2.3 4J45電性能電阻率ρ=0.49μΩ·m[1,2]。

表2-3[1,2]

/10-6℃-1

20～100℃20～200℃20～300℃20～350℃20～400℃20～450℃20～500℃20～600℃

7.57.57.17.17.27.18.39.5

2.4 4J45磁性能

2.4.1 4J45居里點 Tc=420℃[1,2]。

2.4.2 4J45合金的磁性能

2.5 4J45化學性能 合金在大氣、淡水和海水中有

較好的耐腐蝕性。

4J45力學性能

3.1 4J45技術標準規(guī)定的性能

3.1.1 4J45硬度 深沖態(tài)帶材應符合表3-1的規(guī)定。

厚度不大于0.2mm的帶材不作硬度檢驗。

3.1.2 4J45抗拉強度 合金帶材的抗拉強度應符合

表3-2的規(guī)定。

3.2 4J45室溫及各種溫度下的力學性能

 3.2.1 4J45硬度 該合金（退火態(tài)）硬度HV約為135[1,2]。

 表3-1[4] 表3-2[4]

δ/mmHV狀態(tài)代號狀態(tài)σb/MPa

<2.5≤170R軟態(tài)<590

≤2.5≤165I硬態(tài)>820

3.2.2 4J45拉伸性能 該合金（退火態(tài)）室溫拉伸性能見表3-3。

表3-3[1,2,4]

σb/MPaσP0.2/MPaδ/%φ/%

510-35-

3.3 4J45持久和蠕變性能

 3.4 4J45疲勞性能

3.5 4J45彈性性能

3.5.1 4J45彈性模量 該組合金的彈性模量E=158GPa[1,2]。

四、4J45組織結(jié)構

4.1 4J45相變溫度 

4.2 4J45時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

4.3 4J45合金組織結(jié)構該合金為穩(wěn)定的奧氏體組織。

4.4 4J45晶粒度 合金深沖帶的晶粒度應不小于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，沿帶材厚度方向的晶粒個數(shù)應不少于8個。

五、4J45工藝性能與要求

 5.1 4J45成形性能該合金很容易進行冷、熱加工。熱加工溫度不宜過高，加熱時間不宜過長，應避免在含硫的氣氛中加熱。當帶材冷應變率大于75%時，退火后會引起塑性各向異性。冷應變率在10%～15%，加熱到950～1050 ℃時（在釬焊過程中不可避免）晶粒顯著長大，致使合金塑性降低，對于薄的截面還可能喪失金屬的真空氣密性。因此成品的終應變率應控制在60%左右[2,5]。

 5.2 4J45焊接性能 該組合金具有良好的焊接性能，可釬焊和點焊。該組合金與軟玻璃等材料封接前應進行預氧化處理。

 5.3 4J45零件熱處理工藝 熱處理可分為：消除應力退火、中間退火及預氧化處理。

 (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：430～540 ℃，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。工件需在真空或保護氣氛中，加熱到700～800℃，保溫30～60min，然后爐冷、空冷或水淬。

(3)預氧化處理 該組合金作封接材料使用時，在封接前應進行預氧化處理。使合金表面生

成一層厚度均勻、致密的氧化膜。零件在1100℃下，在飽和濕氫中，加熱30min，然后在大約800℃的空氣中氧化5～10min。零件的增重在0.1～0.3mg/cm2為適宜[6]。

 該組合金不能用熱處理硬化。

5.4 4J45表面處理工藝 在熱處理、焊接或玻封之前，必須清除金屬表面污物、油脂。氧化層嚴重時可采用噴砂或先在熔融堿液中浸泡，然后再酸洗。輕微氧化皮可用25%鹽酸溶液在70℃下酸洗。

5.5 4J45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(zhì)合金刀具，低速切削加工，切削時可使用冷卻劑。磨削性能良好。