 4J49
材料牌號(hào)：?4J49鐵鎳鉻玻封合金
俄羅斯牌號(hào)：47HXP
美國(guó)牌號(hào)：Carpenter456
德國(guó)牌號(hào)：Vacovit 465/Vacovit 485
一、4J49精密合金概述：
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(rùn)性好。因此，能獲得高強(qiáng)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、4J49材料牌號(hào)：4J49。
2、4J49相近牌號(hào)：見(jiàn)表1-1。
表1-1[1,4]
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俄羅斯 |
美國(guó) |
法國(guó) |
德國(guó) |
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47HXP |
Carpenter456 |
FeNi46Cr5 |
Vacovit 465 / Vacovit 485 |
3、4J49材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：
4、4J49化學(xué)成分：見(jiàn)表1-2。
表1-2 %
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C≤ |
Si≤ |
Mn≤ |
P≤ |
S≤ |
Cr≥ |
Ni≥ |
Mo≥ |
Cu≤ |
|
0.05 |
0.30 |
0.40 |
0.020 |
0.020 |
5.0-6.0 |
46.0-48.0 |
- |
- |
|
其他 |
Al≤ |
Ti≤ |
Fe≤ |
B≤ |
V≤ |
W≤ |
Nb≤ |
N≤ |
|
- |
- |
余量 |
0.02 |
- |
- |
- |
- |
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。
5、4J49熱處理制度：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的膨脹系數(shù)性能檢驗(yàn)試樣在氫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。
6、4J49品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)：品種有絲、管、板、帶和棒。
7、4J49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。
8、4J49應(yīng)用概況與特殊要求：該組合金經(jīng)航空工廠長(zhǎng)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(yáng)極帽等。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(guò)大，以保證帶材具有良好的深沖引伸性能及氣密性。
二、4J49物理及化學(xué)性能：
1、4J49熱性能：
(1)、4J49溶化溫度范圍：該合金的溶化溫度約為1430℃[5]。
(2)、4J49熱導(dǎo)率：見(jiàn)表2-1。
表2-1[1]
|
λ/(W/(m·℃)) |
ρ/(g/cm3) |
ρ/(μΩ·m) |
|
18.0 |
8.18 |
0.90 |
(3)、4J49比熱容 該合金的比熱容約為504J/(kg•℃)。
(4)、4J49線膨脹系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的平均線膨脹系數(shù)見(jiàn)表2-2。
該合金的平均線膨脹系數(shù)見(jiàn)表2-3。4J49合金的膨脹曲線見(jiàn)圖2-1。
表2-2 表2-3[1]
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/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、4J49密度：見(jiàn)表2-1。
3、4J49電性能：
(1)、4J49電阻率：見(jiàn)表2-1。
(2)、4J49電阻溫度系數(shù)：見(jiàn)表2-4。
表2-4[1,2]
|
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 |
4、4J49磁性能：
(1)、4J49居里點(diǎn)：Tc=340℃[1,6]。
(2)、4J49合金的磁性能：見(jiàn)表2-5[1,2]。
在4000A/m下，剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br=0.69T，矯頑力Hc=27.2A/m[1,2]。
5、4J49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；有良好的抗氫氟酸腐蝕性能。
表2-5[1,2]
|
H/(A/m) |
B/T |
H/(A/m) |
B/T |
8
16
24
40
80 |
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：
1、4J49技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能：
(1)、4J49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)。
(2)、4J49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(hào) |
狀態(tài) |
σb/MPa |
|
R |
軟態(tài) |
<590 |
|
I |
硬態(tài) |
>820 |
2、4J49室溫及各種溫度下的力學(xué)性能：
(1)、4J49硬度：合金帶材（退火狀態(tài)）的硬度見(jiàn)表3-2[1,2]。
(2)、J49拉伸性能：合金（退火狀態(tài)）在室溫的拉伸性能見(jiàn)表3-2。
表3-2[1,2]
|
σb/MPa |
σP0.2/MPa |
δ/% |
HV |
|
549 |
206 |
33 |
130 |
3、4J49持久和蠕變性能
4、4J49疲勞性能
5、4J49彈性性能：4J49彈性模量： E=145GPa。
四、4J49組織結(jié)構(gòu)：
1、4J49相變溫度
2、4J49時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
3、4J49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、4J49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(jí)，小于7級(jí)的晶粒度不得超過(guò)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)。
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YB 027-1992進(jìn)行晶粒度評(píng)級(jí)，結(jié)果見(jiàn)表4-1。
表4-1[1,2]
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退火溫度/℃ |
650 |
675 |
700 |
750 |
800 |
900 |
1000 |
1050 |
1100 |
1200 |
|
晶粒度級(jí)別 |
- |
開(kāi)始再結(jié)晶 |
>10 |
>10 |
10 |
9.0 |
7.0 |
3.0 |
2.0 |
>2.0 |
五、4J49品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)：
1、品種分類：特種合金可生產(chǎn)各種規(guī)格的無(wú)縫管、鋼板、圓鋼、鍛件、法蘭、圓環(huán)、焊管、鋼帶、絲材及配套焊材。
2、交貨狀態(tài)：無(wú)縫管：固溶+酸白，長(zhǎng)度可定尺；板材：固溶、酸洗、切邊；焊管：固溶酸白+RT%探傷，鍛件：退火+車光；棒材以鍛軋狀態(tài)、表面磨光或車光；帶材經(jīng)冷軋、固溶軟態(tài)、去氧化皮交貨；絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細(xì)磨光狀態(tài)交貨。 |
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