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4J47

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产品描述
 
一、概述
 
4J47在20~400℃温度范围内,具有与软玻璃相近的膨胀系数,用于与相应的软玻璃匹配封接。该类合金中含有铬,经氧化处理后,合金表面生成非常致密的氧化膜,与基体结合牢固,且与软玻璃浸润性好。因此,能获得高强度的封接面。是电真空工业中的重要封接结构材料。
 
1.1 4J47材料牌号 4J47。
 
1.2 4J47相近牌号 见表1-1。
 
 
1.3 4J47材料的技术标准 YB/T 5235-1993《铁镍铬、铁镍封接合金技术条件》。
 
1.4 4J47化学成分 见表1-2。
 
 
在平均线膨胀系数达到标准规定条件下,允许镍、铬含量偏离表1-2规定的范围。对于制造焊管的4J47合金铝的质量分数应不大于0.10%。
 
1.5 4J47热处理制度 标准规定的膨胀系数性能检验试样在氢气气氛中将试样加热至1100℃±20℃,保温15min,以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。
 
1.6 4J47品种规格与供应状态 品种有丝、管、板、带和棒。
 
1.7 4J47熔炼与铸造工艺 用非真空感应炉、真空感应炉或电弧炉熔炼。
 
1.8 4J47应用概况与特殊要求 该组合金经航空工厂长期使用,性能稳定。主要用于制作各种电真空元器件,如电子束管的阳极帽等。在应用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配。为提高金属与玻璃的封接强度,允许合金中含有一定的铝、铈。在热处理时,应避免其晶粒过大,以保证带材具有良好的深冲引伸性能及气密性。
 
 
二、4J47物理及化学性能
 
2.1 4J47热性能                                        
 
2.1.1 4J47溶化温度范围 该合金的溶化温度约为1430℃[5]。
 
2.1.2 4J47热导率 见表2-1。
 
 
2.1.3 4J47比热容 该合金的比热容约为504J/(kg•℃)。
 
2.1.4 4J47线膨胀系数 标准规定的平均线膨胀系数见表2-2。
 
该合金的平均线膨胀系数见表2-3。4J47合金的膨胀曲线见图2-1。
 
 
 
2.2 4J47密度 见表2-1。
 
2.3 4J47电性能   
 
2.3.1 4J47电阻率 见表2-1。
 
2.3.2 4J47电阻温度系数 见表2-4。
 
 
2.4 4J47磁性能
 
2.4.1 4J47居里点 Tc=400℃[1,6]。
 
2.4.2 4J47合金的磁性能 见表2-5[1,2]。
 
在4000A/m下,剩余磁感应强度Br=0.97T,矫顽力Hc=29.6A/m[1,2]。
 
2.5 4J47化学性能 合金在大气、淡水和海水中具有较好的耐腐蚀性;有良好的抗氢氟酸腐蚀性能。
 
 
 
三、4J47力学性能
 
3.1 4J47技术标准规定的性能
 
3.1.1 4J47硬度 深冲态带材的维氏硬度应小于等于190。厚度不大于0.2mm时不作硬度试验。
 
3.1.2 4J47抗拉强度 合金带材的抗拉强度应符合表3-1的规定。
 
 
3.2 4J47室温及各种温度下的力学性能
 
3.2.1 4J47硬度 合金带材(退火状态)的硬度见表3-2[1,2]。
 
3.2.2 4J47拉伸性能 合金(退火状态)在室温的拉伸性能见表3-2。
 
 
3.3 4J47持久和蠕变性能
 
3.4 4J47疲劳性能 
 
3.5 4J47弹性性能 
 
3.5.1 4J47弹性模量 E=142GPa。
 
 
四、4J47组织结构
 
4.1 4J47相变温度         
 
4.2 4J47时间-温度-组织转变曲线 
 
4.3 4J47合金组织结构 该合金处于Fe-Ni-Cr三元相图的稳定奥氏体区域。合金为单相奥氏体组织。
 
4.4 4J47晶粒度 标准规定,合金深冲态带材的晶粒度应不小于7级,小于7级的晶粒度不得超过面积的10%。厚度小于0.13mm的带材估计平均晶粒度时,沿带材厚度方向晶粒个数应不少于8个。
 
 
五、4J47工艺性能与要求
 
5.1 4J47成形性能 该合金具有良好的冷、热加工性能,可制成各种复杂形状的零件。4J47、合金的热加工温度在1160℃左右。该合金应避免在含硫气氛中加热。当带材冷应变率大于70%时,退火后会引起塑性各向异性[6]。
 
5.2 4J47焊接性能 该合金可采用电弧焊、氧乙炔焊。在预氧化处理后,特别在与玻璃封接后,很难进行电阻焊。该合金与玻璃封接前应进行预氧化处理。
 
5.3 4J47零件热处理工艺 热处理可分为:消除应力退火、中间退火、预氧化处理。
 
(1)消除应力退火 为消除零件在机械加工后的残存应力,要进行消除应力退火:零件在保护气氛中加热到470~540℃,保温1~2h,炉冷或空冷。
 
(2)中间退火 为消除合金在冷轧、冷拔、冷冲压过程中引起的加工硬化现象,以利于继续加工。工件需在保护气氛中加热到800~900℃,保温20min,炉冷或空冷。
 
(3)预氧化处理 为使合金表面生成一层厚度均匀、致密的氧化膜,该氧化膜与基体结合牢固,且能很好地与熔融的玻璃浸润。零件在饱和湿氢中,加热到1150~1250℃,保温30~50min,空冷。零件的增重在0.2~0.4mg/cm2范围为宜。
 
5.4 4J47表面处理工艺 表面处理可采用喷砂、抛光、酸洗。合金在封接前可在乙酸+硝酸或乙酸酐+盐酸中酸洗。
 
5.5 4J47切削加工与磨削性能 该合金切削加工特性和奥氏体不锈钢相似。加工时采用高速钢或硬质合金刀具,低速切削加工。切削时可使用冷却剂。该合金磨削性能良好。
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