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4J34精密合金

4J34精密合金

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4J34
?材料牌號:4J34精密合金
俄羅斯牌號:31HК(Ni31Co20)/24HК(Ni25Co28)
美國牌號:Ceramvar(Ni27Co25)
德國牌號:Vacon20(Ni28Co20)
一、4J34精密合金概述:
4J34是結(jié)合我國的陶瓷特點研制的陶瓷封接合金。合金在-60℃~600℃溫度范圍內(nèi)具有與95%Al2O3陶瓷相近的線膨脹系數(shù)。主要用于和陶瓷進行匹配封接,是電真空工業(yè)中重要的封接結(jié)構(gòu)材料。
1、4J34材料牌號:4J34。
2、4J34相近牌號:見表1-1。      
表1-1
俄羅斯美國德國
31HК(Ni31Co20) / 24HК(Ni25Co28)Ceramvar(Ni27Co25)Vacon20(Ni28Co20)
3、4J34材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):
4、4J34化學(xué)成分: 見表1-2。
表1-2                                                                
C≤Si≤Mn≤P≤S≤Cr≥Ni≥Mo≥Cu≤
0.050.300.500.0200.020-28.5-29.5--
其他Al≤Ti≤Fe≤Co≤V≤W≤Nb≤N≤
--余量19.5-20.5----

在平均線膨脹系數(shù)達到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下,允許鎳、鈷含量偏離表1-2規(guī)定范圍。

5、4J34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)定性的性能檢驗試樣,在保護氣氛或真空中加熱到900℃?20℃,保溫1h,以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出爐。
6、4J34品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài):品種有絲、管、板、帶和棒材。
7、4J34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、4J34應(yīng)用概況與特殊要求:該合金經(jīng)航空工廠長期使用,性能穩(wěn)定。主要用于電真空元件與Al2O3陶瓷封接。制造大型電子管和磁控管的電極、引出盤和引出線。在使用中應(yīng)使選用的陶瓷與合金的膨脹系數(shù)相匹配。當(dāng)選用合金時,應(yīng)根據(jù)使用溫度嚴(yán)格檢驗低溫組織穩(wěn)定性。在加工過程中應(yīng)進行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚员WC材料具有良好的深沖引伸性能。當(dāng)使用鍛材時應(yīng)嚴(yán)格檢驗其氣密性。
二、4J34物理及化學(xué)性能:   
1、4J34熱性能:                                        
(1)、4J34熔化溫度范圍:該合金溶化溫度約為1450℃
(2)、4J34熱導(dǎo)率: 
(3)、4J34線膨脹系數(shù):標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的合金平均線膨脹系數(shù)見表2-1。
該合金的平均線膨脹系數(shù)見表2-2。4J34合金的膨脹曲線見圖2-1。
表2-1                                                                                                                        表2-2
/10-6℃-1 /10-6℃-1
20~400℃20~500℃20~600℃20~300℃20~400℃20~500℃20~600℃
6.3~7.1-7.8~8.56.86.46.88.2
2、4J34密度:ρ=8.29g/cm3
3、4J34電性能:
(1)、4J34電阻率: ρ=0.45μΩ?m
(2)、4J34電阻溫度系數(shù):
4、4J34磁性能:
(1)、4J34居里點:Tc=470℃

(2)、4J34合金的磁性能:見表2-6。
表2-6
H/(A/m)B/TH/(A/m)B/T
80.7?10-21600.65
161.5?10-24001.01
242.7?10-28001.21
405.6?10-220001.46
800.2540001.62
在4000A/m下,剩余磁感應(yīng)強度Br=0.89T,矯頑力Hc=83.2A/m
5、4J34化學(xué)性能:該合金在大氣、淡水和海水中具有較好的耐腐蝕性。

三、4J34力學(xué)性能:
1、4J34技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能:
(1)、4J34硬度:深沖態(tài)帶材的硬度應(yīng)符合表3-1的規(guī)定。厚度不大于0.2mm的帶材不做硬度檢驗。
表3-1
狀態(tài)δ/mmHV
深沖態(tài)>2.5≤170
≤2.5≤165
(1)、4J34抗拉強度:絲材和帶材的抗拉強度應(yīng)符合表3-2的規(guī)定。
表3-2
狀態(tài)代號狀態(tài)σb/MPa
絲材帶材
R軟態(tài)<585<570
Y硬態(tài)>860>700

2、4J34室溫及各種溫度下的力學(xué)性能:

(1)、4J34硬度:合金帶材(退火態(tài))硬度見表3-3。
(2)、4J34拉伸性能:合金(退火態(tài))在室溫的拉伸性能見表3-3。
表3-3
σb/MPaσP0.2/MPaδ/%HV
53934332158
3、4J34持久和蠕變性能:
4、4J34疲勞性能 :
5、4J34彈性性能: 彈性模量E=142GPa。
四、4J34組織結(jié)構(gòu):
1、4J34相變溫度:4J34合金 γ→α相變溫度在-80℃以下。           
2、4J34時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線:
3、4J34合金組織結(jié)構(gòu):該合金的組織為單相奧氏體。按1.5規(guī)定的熱處理制度處理后,4J34再經(jīng)-78.5℃下冷凍,不應(yīng)出現(xiàn)馬氏體組織。當(dāng)合金成分不當(dāng)時,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。相變時伴隨著體積膨脹效應(yīng)。合金的膨脹系數(shù)相應(yīng)增高,致使封接件的內(nèi)應(yīng)力劇增,甚至造成部分損壞。影響合金低溫組織穩(wěn)定性的主要因素是合金的化學(xué)成分。從Fe-Ni-Co三元相圖中可以看到,鎳是穩(wěn)定奧氏體(γ)相的主要元素,鎳含量偏高有利于γ相的穩(wěn)定。隨合金總變形率增加其組織愈趨向穩(wěn)定。合金的成分偏析也可能造成局部區(qū)域的γ→α相變。此外,晶粒粗大也會促進γ→α相變[2,5,6]。
4、4J34晶粒度:標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,深沖態(tài)帶材的晶粒度應(yīng)不小于7級,小于7級的晶粒不得超過面積的10%。對厚度小于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。
五、4J34工藝性能與要求:
1、4J34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。但應(yīng)避免在含硫的氣氛中加熱。在冷加工時,帶材的冷應(yīng)變率大于70%,退火后會引起塑性各向異性。應(yīng)變率在10%~15%內(nèi),合金在退火時會導(dǎo)致晶粒急劇長大,也將產(chǎn)生合金的塑性各向異性。當(dāng)最終應(yīng)變率為60%~65%,晶粒度7~8.5級時,其塑性各向異性最小。
2、4J34焊接性能:該合金可采用釬焊、熔焊、電阻焊等方法與銅、鋼、鎳等金屬焊接。當(dāng)合金中鋯含量大于0.06%時,將影響板材的氬弧焊焊接質(zhì)量,甚至使焊縫開裂。
該合金的零件在與陶瓷封接前,應(yīng)進行退火、清洗、鍍鎳,然后與金屬化后再鍍鎳的陶瓷件用銀焊封接。

3、4J34零件熱處理工藝:熱處理可分為:消除應(yīng)力退火、中間退火。

(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: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、冷沖壓過程引起的加工硬化現(xiàn)象,以利于繼續(xù)加工。工件需在干氫、分解氨或真空中加熱到750~900℃,保溫15min~1h,然后爐冷、空冷或水淬。
該合金不能用熱處理硬化。
4、4J34表面處理工藝:表面處理可用噴砂、拋光、酸洗。該合金具有良好的電鍍性能,表面能鍍金、銀、鎳、鉻等金屬。
5、4J34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、4J34品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài):
1、規(guī)格: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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