4J47板材應(yīng)用范圍

時(shí)間：2024-07-06作者：上海威勵(lì)金屬集團(tuán)有限公司瀏覽：21

一、4J47概述
4J47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)處理后，合金表面生成非常致密的膜，與基體結(jié)合牢固，且與軟玻璃浸潤性好。因此，能獲得度的封接面。是電真空工業(yè)中的重要封接結(jié)構(gòu)材料。
1.14J47材料型號4J47。
1.24J47相近型號見表1-1。
表1-1[1,4]
 美國  法國 德國
47HX - - 461 -
1.34J47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》。
1.44J47化學(xué)成分見表1-2。
表1-2%
C P S Mn Si B Al Ni Cr Fe
≤   
0.05 0.020 0.020 0.40 0.30 - 0.20 46.8～47.8 0.80～1.40 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。對于制造焊管的4J47合金鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不大于0.10%。
1.54J47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(yīng)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(yīng)爐、真空感應(yīng)爐或電弧爐熔煉。
1.84J47應(yīng)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，以保帶材具有良好的深沖引伸性能及氣密性。


二、4J47物理及化學(xué)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(dǎo)率見表2-1。
表2-1[1]
λ/(W/(m·℃)) ρ/(g/cm3) ρ/(μΩ·m)
20.1 8.19 0.55
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(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。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℃
- 8.1～8.7  8.1 8.6 8.3 8.3 9.1 9.7 10.0
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℃
2.8 2.9 2.9 2.8 2.6 2.3
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(diǎn)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(yīng)強(qiáng)度Br=0.97T，矯頑力Hc=29.6A/m[1,2]。
2.54J47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；有良好的抗酸腐蝕性能。
表2-5[1,2]
H/(A/m) B/T H/(A/m) B/T
8
16
24
40
80 2.0×10-2
8.4×10-2
0.28
0.70
0.96 160
400
800
2000
4000 1.12
1.26
1.35
1.46
1.50


三、4J47力學(xué)性能

3.14J47技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能
3.1.14J47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)。
3.1.24J47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 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(xué)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/MPa σP0.2/MPa δ/% HV
549 186 33 -
3.34J47持久和蠕能
3.44J47性能
3.54J47性性能
3.5.14J47性模量E=142GPa。


四、4J47組織結(jié)構(gòu)

4.14J47相變溫度
4.24J47時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.34J47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。
4.44J47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，小于7級的晶粒度不得過面積的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)。


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(fù)雜形狀的零件。4J47、合金的熱加工溫度在1160℃左右。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、氧焊。在預(yù)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)處理。
5.34J47零件熱處理工藝熱處理可分為：應(yīng)力退火、中間退火、預(yù)處理。
(1)應(yīng)力退火為零件在機(jī)械加工后的殘存應(yīng)力，要進(jìn)行應(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)處理為使合金表面生成一層厚度均勻、致密的膜，該膜與基體結(jié)合牢固，且能很好地與熔融的玻璃浸潤。零件在飽和濕中，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＋或酐＋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(shí)采用高速鋼或硬質(zhì)合金具，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。


【主要化學(xué)成分短評】 ①鎳是主要的成分之一，能提高鋼的強(qiáng)度和韌性，提高淬透性．含量高時(shí)，可顯著改變鋼和合金的一些物理性能，提高鋼的抗腐蝕能力． ②鉻也是主要的成分之一，能提高鋼的淬透性和，能改善鋼的抗腐蝕能力和抗作用． ③銅作為輔助合金之一，它的作用是改善普通低合金鋼的抗大氣腐蝕性能，特別是和磷配合使用時(shí)為明顯。蒙乃爾系統(tǒng)實(shí)質(zhì)就是鎳銅合金。 ④鉬作為輔助合金之一可明顯的提高鋼的淬透性和熱強(qiáng)性，防止回火脆性，提高剩磁和嬌頑力．哈氏合金實(shí)質(zhì)就是鎳鉬合金。


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