 4J6
?材料牌號：4J6精密合金
俄羅斯牌號：H42X6
美國牌號：42Ni-6Cr/Carpenter426/Sylvania4/Sealmet 4
一、4J6精密合金概述：
4J6精密合金在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、4J6精密合金材料牌號： 4J6。
2、4J6精密合金相近牌號：俄羅斯牌號：H42X6，美國牌號：42Ni-6Cr
3、4J6精密合金材料的技術(shù)標準：
4、4J6精密合金化學成分： 見表1-2。
表1-2 %
|
C≤ |
Si≤ |
Mn≤ |
P≤ |
S≤ |
Cr≥ |
Ni≥ |
Mo≥ |
Cu≤ |
|
0.05 |
0.30 |
0.25 |
0.020 |
0.020 |
5.4-6.30- |
41.5-42.5 |
- |
- |
|
其他 |
Al≤ |
Ti≤ |
Fe≤ |
Co≤ |
V≤ |
W≤ |
Nb≤ |
N≤ |
|
0.20 |
- |
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。
5、4J6精密合金熱處理制度：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℃±20℃,保溫15min，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出爐。
6、4J6精密合金品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)：品種有絲、管、板、帶和棒。
7、4J6精密合金熔煉與鑄造工藝：用非真空感應(yīng)爐、真空感應(yīng)爐或電弧爐熔煉。
8、4J6精密合金應(yīng)用概況與特殊要求： 4J6合金是Fe-Ni-Cr系玻封合金的代表牌號。該組合金經(jīng)航空工廠長期使用，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，以保證帶材具有良好的深沖引伸性能及氣密性。
二、4J6精密合金物理及化學性能：
1、4J6精密合金熱性能：
(1)、4J6精密合金溶化溫度范圍：該合金的溶化溫度約為1430℃[5]。
(2)、4J6精密合金熱導(dǎo)率：見表2-1。
表2-1[1]
|
λ/(W/(m·℃)) |
ρ/(g/cm3) |
ρ/(μΩ·m) |
|
13.4 |
8.15 |
0.92 |
(3)、4J6精密合金比熱容：該合金的比熱容約為504J/(kg•℃)。
(4)、4J6精密合金線膨脹系數(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。4J6合金的膨脹曲線見圖2-1。
表2-2 表2-3[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℃ |
|
7.6～8.3 |
9.5～10.2 |
6.8 |
7.0 |
7.7 |
9.7 |
11.7 |
11.7 |
12.2 |
2、4J6精密合金密度：見表2-1。
3、4J6精密合金電性能：
(1)、4J6電阻率：見表2-1。
(2)、4J6電阻溫度系數(shù)：見表2-1。
4、4J6精密合金磁性能：
(1)、4J6居里點：Tc=270℃[1,6]。
(2)、4J6合金的磁性能：見表2-5[1,2]。
在4000A/m下，剩余磁感應(yīng)強度Br=0.64T，矯頑力Hc=22.4A/m[1,2]。
5、4J6合金化學性能：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 |
2.0×10-2
0.17
0.38
0.53
0.73 |
160
400
800
2000
4000 |
0.83
0.93
0.99
1.06
1.09 |
三、4J6精密合金力學性能：
1、4J6技術(shù)標準規(guī)定的性能：
(1)、4J6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。
(2)、4J6抗拉強度：金帶材的抗拉強度應(yīng)符合表3-1的規(guī)定。
表3-1
|
狀態(tài)代號 |
狀態(tài) |
σb/MPa |
|
R |
軟態(tài) |
<590 |
|
I |
硬態(tài) |
>820 |
2、4J6室溫及各種溫度下的力學性能：
(1)、4J6硬度：合金帶材（退火狀態(tài)）的硬度見表3-2[1,2]。
(2)、4J6拉伸性能:合金（退火狀態(tài)）在室溫的拉伸性能見表3-2。
表3-2[1,2]
|
σb/MPa |
σP0.2/MPa |
δ/% |
HV |
|
500 |
177 |
33 |
128 |
3、4J6彈性性能：J6彈性模量 E=147GPa。
四、4J6精密合金組織結(jié)構(gòu)：
1、4J6相變溫度。
2、4J6時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線。
3、4J6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、4J6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。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進行晶粒度評級，結(jié)果見表4-1。
表4-1[1,2]
|
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 |
8.0 |
7.5 |
5.0 |
4.0 |
>2.0 |
五、4J6精密合金工藝性能與要求：
1、4J6精密合金成形性能：該合金具有良好的冷、熱加工性能，可制成各種復(fù)雜形狀的零件。4J6、合金的熱加工溫度在1160℃左右。該合金應(yīng)避免在含硫氣氛中加熱。當帶材冷應(yīng)變率大于70%時，退火后會引起塑性各向異性[6]。
2、4J6精密合金焊接性能：該合金可采用電弧焊、氧乙炔焊。在預(yù)氧化處理后，特別在與玻璃封接后，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。
3、4J6精密合金零件熱處理工藝：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，且能很好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。
4、4J6精密合金表面處理工藝：表面處理可采用噴砂、拋光、酸洗。合金在封接前可在乙酸＋硝酸或乙酸酐＋鹽酸中酸洗。
5、4J6精密合金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。該合金磨削性能良好。
六、4J6精密合金品種規(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4J6無縫管、4J6鋼板、4J6圓鋼、4J6鍛件、4J6法蘭、4J6圓環(huán)、4J6焊管、4J6鋼帶、4J6絲材及配套焊材。
2、交貨狀態(tài)：無縫管：固溶+酸白，長度可定尺；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、固溶直條細磨光狀態(tài)交貨。 |
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