 4J40
?材料牌號(hào)：4J40高溫低膨脹合金
一、4J4合金概述：
4J40屬于Fe-Ni-Co三元合金，居里點(diǎn)在300℃以上。該合金在-20～300℃溫度范圍內(nèi)具有較低的膨脹系數(shù)，直至-60℃溫度下，不發(fā)生奧氏體(γ)→馬氏體(M)的轉(zhuǎn)變。該合金主要用于制造要求在-50～300℃溫度范圍內(nèi)尺寸高度精密的儀表零件和電子器件。
1、4J40材料牌號(hào)：4J40。
2、4J40化學(xué)成分：見表1-1。
表1-1 %
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C≤ |
Si≤ |
Mn≤ |
P≤ |
S≤ |
Cr≥ |
Ni≥ |
Mo≥ |
Cu≤ |
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0.05 |
0.15 |
0.25 |
0.020 |
0.020 |
- |
32.4-33.4 |
- |
- |
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其他 |
Al≤ |
Ti≤ |
Fe≤ |
Co≤ |
V≤ |
W≤ |
Nb≤ |
N≤ |
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- |
- |
余量 |
7.0-8.0 |
- |
- |
- |
- |
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、鈷含量偏離表1-1規(guī)定范圍。
3、4J40熱處理制度：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的膨脹系數(shù)及低溫組織穩(wěn)定性的性能檢驗(yàn)試樣按下述方法加工和熱處理：將半成品試樣加熱至840℃±10℃，保溫1h,水淬，再將試樣加工為成品試樣，在315℃±10℃保溫1h，隨爐冷或空冷。
4、4J40品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)：管、絲和帶材。
5、4J40熔煉與鑄造工藝：用非真空感應(yīng)、真空感應(yīng)爐和電弧爐熔煉。
6、4J40應(yīng)用概況與特殊要求：該合金是20世紀(jì)70年代我國(guó)研制的新產(chǎn)品。經(jīng)多年使用性能穩(wěn)定。主要用于電真空工業(yè)中制造各種束調(diào)管、微波管的諧振腔和外形尺寸隨溫度變化較小的零部件。在使用中應(yīng)嚴(yán)格控制熱處理工藝及加工工藝，根據(jù)使用溫度應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)其組織穩(wěn)定性能。
二、4J40物理及化學(xué)性能：
1、4J40熱性能：4J40線膨脹系數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定α1(20～300℃)≤2.0×10-6℃-1。
合金的平均線膨脹系數(shù)見表2-1。合金的膨脹曲線見圖2-1。
表2-1[1]
 /10-6℃-1 |
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20～50℃ |
20～100℃ |
20～200℃ |
20～300℃ |
20～400℃ |
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1.4 |
1.3 |
1.2 |
1.7 |
4.5 |
2、4J40磁性能：合金屬于鐵磁性。
3、4J40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、4J40組織結(jié)構(gòu)：
1、4J36相變溫度： γ→α相變溫度在－60℃以下。
2、4J36時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線：
3、4J36合金組織結(jié)構(gòu)：合金按1.5規(guī)定的熱處理制度處理后，為奧氏體組織，而且再經(jīng)-60℃冷凍2h,不應(yīng)出現(xiàn)馬氏體組織。但當(dāng)合金成分不當(dāng)時(shí)，在常溫或低溫下將發(fā)生不同程度的奧氏體(γ)向針狀馬氏體(α)轉(zhuǎn)變，相變時(shí)伴隨著體積膨脹效應(yīng)。
四、4J40工藝性能與要求：
1、4J40成形性能：該合金很容易冷、熱加工。熱加工時(shí)應(yīng)避免在含硫的氣氛中加熱。
2、4J40焊接性能：合金可采用釬焊、熔焊、電阻焊等方法焊接。由于膨脹系數(shù)與化學(xué)成分有關(guān)，應(yīng)盡量避免因焊接造成合金成分的改變，因此，最好采用氬弧焊。
3、4J40零件熱處理工藝：熱處理可分為：消除應(yīng)力退火、中間退火及穩(wěn)定化處理。
(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：530～550℃，保溫1～2h,爐冷。
(2)中間退火：為消除合金在冷軋、冷拔、冷沖壓過程引起的加工硬化現(xiàn)象，以利于繼續(xù)加工。工件加熱到830～880℃，保溫30min，爐冷或空冷。
(3)穩(wěn)定化處理：為獲得具有較低的膨脹系數(shù)又能使其性能穩(wěn)定。一般采用三段處理。
a、均勻化：在加熱中，合金中的雜質(zhì)充分固溶和合金元素趨于均勻。工件在保護(hù)氣氛中，加熱到830℃，保溫20min～1h，淬火。
b、回火：在回火過程中能夠部分消除由淬火產(chǎn)生的應(yīng)力。工件加熱到315℃，保溫1～4h，爐冷。
c、穩(wěn)定化時(shí)效：使合金的尺寸穩(wěn)定。工件加熱到95℃，保溫48h。
對(duì)于冷加工或機(jī)械加工后的高精度零件，不宜采用高溫處理時(shí)，可采用下述消除應(yīng)力穩(wěn)定化處理：工件加熱到315～370℃，1～4h。
該合金不能用熱處理硬化。
4、4J40表面處理工藝：表面處理可采用噴砂、拋光或酸洗。合金可用25%鹽酸溶液在70℃下酸洗，清除氧化皮。
5、4J40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。該合金磨削性能良好。
五、4J40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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