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更新時間：2021-09-17
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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4J49。
1.24J49相近牌號見表1-1。
| 俄羅斯 | 日本 | 法國 | 德國 | |
| 47HXP | Carpenter456 | - | FeNi46Cr5 | Vacovit465 Vacovit485 |
1.34J49材料的技術(shù)標準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)達到標準規(guī)定條件下，允許鎳、鉻含量偏離表1-2規(guī)定的范圍。
1.54J49熱處理制度標準規(guī)定的膨脹系數(shù)性能檢驗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度，允許合金中含有一定的鋁、鈰。在熱處理時，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)標準規(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)標準規(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時不作硬度試驗。
3.1.24J49抗拉強度合金帶材的抗拉強度應(yīng)符合表3-1的規(guī)定。
| 狀態(tài)代號 | 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晶粒度標準規(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，沿帶材厚度方向晶粒個數(shù)應(yīng)不少于8個。
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進行晶粒度評級，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。當帶材冷應(yīng)變率大于70%時，退火后會引起塑性各向。
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，很難進行電阻焊。該合金與玻璃封接前應(yīng)進行預(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械加工后的殘存應(yīng)力，要進行消除應(yīng)力退火：零件在保護氣氛中加熱到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。加工時采用高速鋼或硬質(zhì)合金刀具，低速切削加工。切削時可使用冷卻劑。該合金磨削性能。
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