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        4J45材料標(biāo)準(zhǔn)
      3. 發(fā)布日期:2020-11-11      瀏覽次數(shù):969
        •  

          4J45

          一、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(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。

          1.14J45材料牌號(hào)4J45。

          1.24J45相近牌號(hào)見表1-1。

          1-1[1~3] 

          俄羅斯

          英國(guó)

          日本

          法國(guó)

          德國(guó)

          46H

          Niromet46

          Ferrovac46Ni

          Nilo45

          -

          Fe-Ni42

          -

          Vacodil46

          1.34J45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》。

          1.44J45化學(xué)成分見表1-2。

          1-2[4]% 

          C

          Mn

          Si

          P

          S

          Al

          Co

          Ni

          Fe

          0.05

          0.80

          0.30

          0.020

          0.020

          0.10

          -

          44.5~45.5

          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。

          1.54J45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]。

          1.64J45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。

          1.74J45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。

          1.84J45應(yīng)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(lán)寶石、軟玻璃、陶瓷封接。

          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,以保證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、4J45物理及化學(xué)性能 

          2.14J45熱性能

          2.1.14J45溶化溫度范圍該組合金溶化溫度約為1430℃[1,2]。

          2.1.24J45熱導(dǎo)率λ=14.7W/(m?℃)[1,2]。

          2.1.34J45比熱容該組合金的比熱容均為502J/(kg?℃)。

          2.1.44J45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2-1。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。

          2-2 

          /10-6℃-1

          20~300℃

          20~400℃

          20~450℃

          6.5~7.2

          6.5~7.2

          -

          2.24J45密度ρ=8.18g/cm3[1,2]。

          2.34J45電性能電阻率ρ=0.49μΩ?m[1,2]。

          2-3[1,2] 

          /10-6℃-1

          20~100℃

          20~200℃

          20~300℃

          20~350℃

          20~400℃

          20~450℃

          20~500℃

          20~600℃

          7.5

          7.5

          7.1

          7.1

          7.2

          7.1

          8.3

          9.5

          2.44J45磁性能

          2.4.14J45居里點(diǎn)Tc=420℃[1,2]。

          2.4.24J45合金的磁性能

          2.54J45化學(xué)性能合金在大氣、淡水和海水中有較好的耐腐蝕性。

          三、4J45力學(xué)性能 

          3.14J45技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能

          3.1.14J45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)。

          3.1.24J45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。

          3.24J45室溫及各種溫度下的力學(xué)性能

          3.2.14J45硬度該合金(退火態(tài))硬度HV約為135[1,2]。

          3-1[4] 表3-2[4] 

          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

          3.2.24J45拉伸性能該合金(退火態(tài))室溫拉伸性能見表3-3。

          3-3[1,2,4] 

          σb/MPa

          σP0.2/MPa

          δ/%

          φ/%

          510

          -

          35

          -

          3.34J45持久和蠕變性能

          3.44J45疲勞性能

          3.54J45彈性性能

          3.5.14J45彈性模量該組合金的彈性模量E=158GPa[1,2]。

          四、4J45組織結(jié)構(gòu) 

          4.14J45相變溫度

          4.24J45時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

          4.34J45合金組織結(jié)構(gòu)該合金為穩(wěn)定的奧氏體組織。

          4.44J45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),沿帶材厚度方向的晶粒個(gè)數(shù)應(yīng)不少于8個(gè)。

          五、4J45工藝性能與要求 

          5.14J45成形性能該合金很容易進(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。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。因此成品的終應(yīng)變率應(yīng)控制在60%左右[2,5]。

          5.24J45焊接性能該組合金具有良好的焊接性能,可釬焊和點(diǎn)焊。該組合金與軟玻璃等材料封接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)氧化處理。

          5.34J45零件熱處理工藝熱處理可分為:消除應(yīng)力退火、中間退火及預(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: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(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)氧化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)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。

          5.44J45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。氧化層時(shí)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%溶液在70℃下酸洗。

          5.54J45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。磨削性能良好。


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