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4J49膨脹合金
一、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。
1.24J49相近牌號(hào)見表1-1。
俄羅斯 | 日本 | 法國 | 德國 | |
47HXP | Carpenter456 | - | FeNi46Cr5 | Vacovit465 Vacovit485 |
1.34J49材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)YB/T5235-1993《鐵鎳鉻、鐵鎳封接合金技術(shù)條件》。
1.44J49化學(xué)成分見表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。
1.54J49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℃&plun;20℃,保溫15min,以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出爐。
1.64J49品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)隆繼集團(tuán)可供品種有絲、管、板、帶和棒。
1.74J49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。
1.84J49應(yīng)用概況與特殊要求該組合金經(jīng)航空工廠使用,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,以帶材具有的深沖引伸性能及氣密性。
二、4J49物理及化學(xué)性能
2.14J49熱性能
2.1.14J49溶化溫度范圍該合金的溶化溫度約為1430℃。
2.1.24J49熱導(dǎo)率見表2-1。
λ/(W/(m·℃)) | ρ/(g/cm3) | ρ/(μΩ·m) |
18.0 | 8.18 | 0.90 |
2.1.34J49比熱容該合金的比熱容約為504J/(kg•℃)。
2.1.44J49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。
/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 |
2.24J49密度見表2-1。
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 |
2.34J49電性能
2.3.14J49電阻率見表2-1。
2.3.24J49電阻溫度系數(shù)見表2-4。
2.44J49磁性能
2.4.14J49居里點(diǎn)Tc=340℃。
2.4.24J49合金的磁性能見表2-5。
在4000A/m下,剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br=0.69T,矯頑力Hc=27.2A/m。
2.54J49化學(xué)性能合金在、淡水和海水中具有較好的耐腐蝕性;有的抗腐蝕性能。
H/(A/m) | B/T | H/(A/m) | B/T |
8 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 |
三、4J49力學(xué)性能
3.14J49技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能
3.1.14J49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)。
3.1.24J49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。
狀態(tài)代號(hào) | 狀態(tài) | σb/MPa |
R | 軟態(tài) | <590 |
I | 硬態(tài) | >820 |
3.24J49室溫及各種溫度下的力學(xué)性能
3.2.14J49硬度合金帶材(退火狀態(tài))的硬度見表3-2。
3.2.24J49拉伸性能合金(退火狀態(tài))在室溫的拉伸性能見表3-2。
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ/% | HV |
549 | 206 | 33 | 130 |
3.34J49和蠕變性能
3.44J49疲勞性能
3.54J49彈性性能
3.5.14J49彈性模量E=145GPa。
四、4J49組織結(jié)構(gòu)
4.14J49相變溫度
4.24J49時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.34J49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。
4.44J49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YB027-1992進(jìn)行晶粒度評(píng)級(jí),結(jié)果見表4-1。
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
5.14J49成形性能該合金具有的冷、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。
5.24J49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,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。
5.34J49零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。
5.44J49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+或酐+中酸洗。
5.54J49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。
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