4J50焊材材質(zhì)法蘭

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4J50膨脹合金
一、4J50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(diǎn)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(gòu)材料。

1.14J50材料型號(hào)4J50。

1.24J50相近型號(hào)見表1-1。
表1-1
 美國 英國  法國 德國
50H FeNi50 Nilo51  **0 Vacodil500
1.34J50材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
1.44J50化學(xué)成分見表1-2。
表1-2%
C Mn Si P S Al Co Ni Fe
≤  
0.05 0.80 0.30 0.020 0.020 0.10 1.0 49.5～50.5 余量

在平均線膨脹系數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下，允許鎳含量偏離表1-2規(guī)定的范圍。

1.54J50熱處理制度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的膨脹系數(shù)性能檢驗(yàn)試樣其熱處理制度：在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。

1.64J50品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)品種有棒材、管材、板材、帶材和絲材。

1.74J50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。

1.84J50應(yīng)用概況與特殊要求4J50屬玻封合金典型型號(hào)，經(jīng)航空工廠長(zhǎng)期使用，性能穩(wěn)定。

4J50合金主要用于制作精密阻抗膜片，濕簧、干簧繼電器，精密長(zhǎng)度計(jì)量，與相應(yīng)的軟玻璃封接。

在應(yīng)用中應(yīng)使選用的封接材料與合金的膨脹系數(shù)相配。熱處理時(shí)應(yīng)控制其晶粒度，以保材料具有良好的深沖引伸性能。當(dāng)使用鍛、軋材時(shí)應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)材料的氣密性。

二、4J50物理及化學(xué)性能

2.14J50熱性能

2.1.14J50溶化溫度范圍該合金溶化溫度約為1430℃。

2.1.24J50熱導(dǎo)率λ=16.7W/(m·℃)。

2.1.34J50比熱容該合金的比熱容為502J/(kg℃)。

2.1.44J50線膨脹系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的合金平均線膨脹系數(shù)見表2-2。合金的平均線膨脹系數(shù)見表2-3。合金的膨脹曲線見圖2-3。
表2-2
/10-6℃-1
20～300℃ 20～400℃ 20～450℃
9.2～10.0 9.2～9.9 -

2.24J50密度ρ=8.21g/cm3。

2.34J50電性能電阻率ρ=0.44μΩ·m。
表2-3
/10-6℃-1
20～100℃ 20～200℃ 20～300℃ 20～350℃ 20～400℃ 20～450℃ 20～500℃ 20～600℃
9.8 9.8 9.5 9.4 9.4 9.4 9.7 10.6

2.44J50磁性能

2.4.14J50居里點(diǎn)Tc=500℃。

2.4.24J50合金的磁性能4J50合金的磁性能見表2-4。

在4000A/m下，剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br=1.03T，矯頑力Hc=10A/m。

2.54J50化學(xué)性能合金在大氣、淡水和海水中有較好的耐腐蝕性。
表2-4
H/(A/m) 8 16 24 40 80
B/T 0.29 0.64 0.74 0.83 0.94
H/(A/m) 160 400 800 2000 4000
B/T 1.06 1.20 0.30 1.44 1.50

三、4J50力學(xué)性能

3.14J50技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能

3.1.14J50硬度深沖態(tài)帶材應(yīng)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(yàn)。

3.1.24J50抗拉強(qiáng)度合金帶材的抗拉強(qiáng)度應(yīng)符合表3-2的規(guī)定。

3.24J50室溫及各種溫度下的力學(xué)性能

3.2.14J50硬度該合金（退火態(tài)）硬度HV約為135。
表3-1表3-2
δ/mm HV  狀態(tài)代號(hào) 狀態(tài) σb/MPa
<2.5 ≤170  R 軟態(tài) <590
≤2.5 ≤165  I 硬態(tài) >820

3.2.24J50拉伸性能該組合金（退火態(tài)）室溫拉伸性能見表3-3。
表3-3
σb/MPa σP0.2/MPa δ/% φ/%
550 276 35 65

3.34J50持久和蠕能

3.44J50性能

3.54J50性性能

3.5.14J50性模量該組合金的性模量E=158GPa。

四、4J50組織結(jié)構(gòu)

4.14J50相變溫度

4.24J50時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

4.34J50合金組織結(jié)構(gòu)該組合金均為穩(wěn)定的奧氏體組織。

4.44J50晶粒度合金深沖帶的晶粒度應(yīng)不小于7級(jí)，小于7級(jí)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)，沿帶材厚度方向的晶粒個(gè)數(shù)應(yīng)不少于8個(gè)。

五、4J50工藝性能與要求

5.14J50成形性能該合金很進(jìn)行冷、熱加工。熱加工溫度不宜過高，加熱時(shí)間不宜過長(zhǎng)，應(yīng)避免在含硫的氣氛中加熱。當(dāng)帶材冷應(yīng)變率大于75%時(shí)，退火后會(huì)引起塑性各向異性。冷應(yīng)變率在10%～15%，加熱到950～1050℃時(shí)（在釬焊過程中不可避免）晶粒顯著長(zhǎng)大，致使合金塑性降低，對(duì)于薄的截面還可能喪失金屬的真空氣密性。因此成品的ZUI終應(yīng)變率應(yīng)控制在60%左右。

5.24J50焊接性能該合金具有良好的焊接性能，可釬焊和點(diǎn)焊。該合金與軟玻璃等材料封接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理。

5.34J50零件熱處理工藝熱處理可分為：應(yīng)力退火、中間退火及預(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：430～540℃，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。工件需在真空或保護(hù)氣氛中，加熱到700～800℃，保溫30～60min，然后爐冷、空冷或水淬。

(3)預(yù)處理該組合金作封接材料使用時(shí)，在封接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理。使合金表面生成一層厚度均勻、致密的膜。零件在1100℃下，在飽和濕中，加熱30min，然后在大約800℃的空氣中5～10min。零件的增重在0.1～0.3mg/cm2為適宜。

該組合金不能用熱處理硬化。

5.44J50表面處理工藝在熱處理、焊接或玻封之前，金屬表面污物、油脂。層嚴(yán)重時(shí)可采用噴砂或先在熔融堿液中浸泡，然后再酸洗。輕微皮可用25%溶液在70℃下酸洗。

5.54J50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。磨削性能良好。

從這個(gè)等式可以看出： 1.碳是一種較強(qiáng)的奧氏體形成元素，其形成奧氏體的能力是鎳的30倍，但是它不能被添加到耐腐蝕的不銹鋼中，因?yàn)樵诤附雍笏鼤?huì)造成敏化腐蝕和隨后的晶間腐蝕問題。 2.氮元素形成奧氏體的能力也是鎳的30倍，但是它是氣體，想要不造成多孔性的問題，只能在不銹鋼中添加數(shù)量有限的氮。 3.添加錳和銅會(huì)造成煉鋼過程中耐火生命減少和焊接的問題。 從這個(gè)等式中也可以看出： 1.添加錳對(duì)于形成奧氏體并不非常有效，但是添加錳可以使多的氮溶解到不銹鋼中，而氮正是一種非常強(qiáng)的奧氏體形成元素。在200系列的不銹鋼中，正是用足夠的錳和氮來代替鎳形成**的奧氏體結(jié)構(gòu)，鎳的含量越低，所需要加入的錳和氮數(shù)量就越高。例如在201型不銹鋼中，只含有4. 5%的鎳，同時(shí)含有0.25%的氮。由鎳等式可知這些氮在形成奧氏體的能力上相當(dāng)于7.5%的鎳，所以同樣可以形成**奧氏體結(jié)構(gòu)。這也是200系列不銹鋼的形成原理。 2.在不銹鋼中，有兩種相反的力量同時(shí)作用：鐵素體形成元素不斷形成鐵素體，奧氏體形成元素不斷形成奧氏體。鍛件終的晶體結(jié)構(gòu)取決于兩類添加元素的相對(duì)數(shù)量。鉻是一種鐵素體形成元素，所以鉻在不銹鋼晶體結(jié)構(gòu)的形成上和奧氏體形成元素之間是一種競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。因?yàn)殍F和鉻都是鐵素體形成元素，所以400系列不銹鋼是鐵素體不銹鋼，具有磁性。 3.在把奧氏體形成元素-鎳加入到鐵-鉻不銹鋼的過程中，隨著鎳成分增加，形成的奧氏體也會(huì)逐漸增加，直至所有的鐵素體結(jié)構(gòu)都被轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體結(jié)構(gòu)，這樣就形成了300系列不銹鋼。 4.如果僅添加一半數(shù)量的鎳，就會(huì)形成50


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