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4J50 4J50
鐵鎳定膨脹玻封合金4J50
目 ?錄
概述--------------------------------------------------------------- 3
----------1.1、材料牌號
----------1.2、相近牌號
----------1.3、材料的技術(shù)標準
----------1.4、化學(xué)成分
----------1.5、熱處理制度
----------1.6、品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)
----------1.7、熔煉與鑄造工藝
----------1.8、應(yīng)用概況與特殊要求
特理及化學(xué)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(xué)性能
力學(xué)性能---------------------------------------------------------4
----------3.1、技術(shù)標準規(guī)定的性能
----------3.2、室溫下及各種溫度下的力學(xué)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(gòu)---------------------------------------------------------4
----------4.1、相應(yīng)溫度
----------4.2、合金組織機構(gòu)
----------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
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。
???? 1.1?4J50材料牌號?4J50。
1.2 4J50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
50H FeNi 50 Nilo 51 NS-1 N50 Vacodil 500
1.3 4J50材料的技術(shù)標準?YB/T 5235-1993《鐵鎳鉻、鐵鎳封接合金技術(shù)條件》。
1.4 4J50化學(xué)成分 見表1-2。
????????????????????????????????? 表1-2[4] ???????????????????????????????????? %
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 4J50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 4J50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。
???? 1.7 4J50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。
1.8 4J50應(yīng)用概況與特殊要求?4J50屬玻封合金典型牌號，經(jīng)航空工廠長期使用，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，精密長度計量，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、軋材時應(yīng)嚴格檢驗材料的氣密性。
二、4J50物理及化學(xué)性能????
???? 2.1 4J50熱性能????????????????????????????????????????
2.1.1 4J50溶化溫度范圍?該合金溶化溫度約為1430℃[1,2]。
2.1.2 4J50熱導(dǎo)率?λ=16.7W/(m·℃)[1,2]。
2.1.3 4J50比熱容 該合金的比熱容為502J/(kg?℃)。
2.1.4 4J50線膨脹系數(shù) 標準規(guī)定的合金平均線膨脹系數(shù)見表2-2。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 -
????2.2 4J50密度?ρ=8.21g/cm3[1,2]。
2.3 4J50電性能?電阻率ρ=0.44μΩ·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℃
9.8 9.8 9.5 9.4 9.4 9.4 9.7 10.6
????2.4 4J50磁性能
2.4.1 4J50居里點 Tc=500℃[1,2]。
?
2.4.2 4J50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)強度Br=1.03T，矯頑力
Hc=10A/m[2]。
2.5 4J50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[1,2]
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
4J50力學(xué)性能
3.1 4J50技術(shù)標準規(guī)定的性能
3.1.1 4J50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。
3.1.2 4J50抗拉強度 合金帶材的抗拉強度應(yīng)符合表3-2的規(guī)定。
3.2 4J50室溫及各種溫度下的力學(xué)性能
???? 3.2.1 4J50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/mm HV ? 狀態(tài)代號 狀態(tài) σb/MPa
<2.5 ≤170 R 軟態(tài) <590
≤2.5 ≤165 I 硬態(tài) >820
3.2.2 4J50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[1,2,4]
σb/MPa σP0.2/MPa δ/% φ/%
550 276 35 65
????3.3 4J50持久和蠕變性能
???? 3.4 4J50疲勞性能?
3.5 4J50彈性性能?
3.5.1 4J50彈性模量 該組合金的彈性模量E=158GPa[1,2]。
四、4J50組織結(jié)構(gòu)
4.1 4J50相變溫度 ??????????
4.2 4J50時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線?
4.3 4J50合金組織結(jié)構(gòu)?該組合金均為穩(wěn)定的奧氏體組織。
4.4 4J50晶粒度 合金深沖帶的晶粒度應(yīng)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(yīng)不少于8個。
五、4J50工藝性能與要求
???? 5.1 4J50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(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，退火后會引起塑性各向異性。冷應(yīng)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(yīng)變率應(yīng)控制在60%左右[2，5]。
???? 5.2 4J50焊接性能 該合金具有良好的焊接性能，可釬焊和點焊。該合金與軟玻璃等材料封接前應(yīng)進行預(yù)氧化處理。
5.3 4J50零件熱處理工藝
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 為消除零件在機械加工后的殘存應(yīng)力要進行消除應(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，在封接前應(yīng)進行預(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。
該組合金不能用熱處理硬化。
5.4 4J50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 4J50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，低速切削加工，切削時可使用冷卻劑。磨削性能良好。
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上海威勵集團企業(yè)簡介：上海威勵金屬集團有限公司是一家集生產(chǎn)制造、研究、開發(fā)特種合金材料的高新技術(shù)企業(yè)，公sizhang期大量批發(fā)零售：不銹鋼、高速鋼、純鐵、易切削鋼、高速鋼、碳結(jié)鋼、汽車鋼板（鍍鋅板，冷軋板，熱軋板，酸洗板）鑄鐵、生鐵、高速鋼等?？晒┮?guī)格：線材、棒材、板材、帶材、型材、法蘭和鍛件等產(chǎn)品。質(zhì)量可靠，價格優(yōu)惠，可為客戶提供樣品確認。
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