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4J49铁镍合金 4J49膨胀合金
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江苏九铭特钢有限公司主要生产销售高温合金、镍基合金、耐蚀合金、精密合金、钴基合金特种合金钢以及特种超级奥氏体不锈钢、双相不锈钢等,产品包括圆钢、锻件、钢管、钢板、精密钢带、法兰、管件、紧固件等,所有材料严格按照ASTM/ASME(美标)、GB(国标)、JIS(日标)等标准生产检测。公司常年备有大量镍基合金、高温合金现货圆钢、管坯库存以及高温合金、镍基合金现货各种规格的钢板库存,配套焊丝、焊条,为客户解决脱硫脱硝工程项目、石油石化配套设备的产品及时交付。
江苏九铭特钢有限公司拥有先进的真空感应炉,半真空中频感应炉,中高温热处理电炉,电渣重溶炉,6吨、4吨、1吨自由锻锻锤,钢管热轧冷轧机组,精密钢带冷轧机组,退火炉,圆棒热轧冷拉机组等生产设备。检测设施包括炉前直读光谱仪,分光光度仪,化学分析实验室,机械性能实验室(内有万能试验机、硬度试验机),金相实验室,超声波无损检测等各类检测设备,有效的保证了产品质量及品质。九铭合金经过十余年的研发生产经验积累,生产的产品凭借优质的品质,良好的信誉,创新的营销理念,赢得了广大客户的*好评。
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4J49膨胀合金
一、4J49概述
4J49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 4J49材料牌号 4J49。
1.2 4J49相近牌号 见表1-1。
表1-1[1,4]
俄罗斯 | 美国 | 日本 | 法国 | 德国 |
47HXP | Carpenter456 | - | FeNi46Cr5 | Vacovit 465 Vacovit 485 |
1.3 4J49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 4J49化学成分 见表1-2。
表1-2%
C | P | S | Mn | Si | B | Al | Ni | Cr | Fe |
≤ | |||||||||
0.05 | 0.020 | 0.020 | 0.40 | 0.30 | 0.02 | - | 46.0~48.0 | 5.00~6.00 | 余量 |
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。
1.5 4J49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 4J49品种规格与供应状态 品种有丝、管、板、带和棒。
1.7 4J49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 4J49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、4J49物理及化学性能
2.1 4J49热性能
2.1.1 4J49溶化温度范围 该合金的溶化温度约为1430℃[5]。
2.1.2 4J49热导率 见表2-1。
表2-1[1]
λ/(W/(m·℃)) | ρ/(g/cm3) | ρ/(μΩ·m) |
18.0 | 8.18 | 0.90 |
2.1.3 4J49比热容 该合金的比热容约为504J/(kg•℃)。
2.1.4 4J49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。4J49合金的膨胀曲线见图2-1。
表2-2 表2-3[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 |
2.2 4J49密度 见表2-1。
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 |
2.3 4J49电性能
2.3.1 4J49电阻率 见表2-1。
2.3.2 4J49电阻温度系数 见表2-4。
2.4 4J49磁性能
2.4.1 4J49居里点 Tc=340℃[1,6]。
2.4.2 4J49合金的磁性能 见表2-5[1,2]。
在4000A/m下,剩余磁感应强度Br=0.69T,矫顽力Hc=27.2A/m[1,2]。
2.5 4J49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。
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 |
4J49膨胀合金
三、4J49力学性能
3.1 4J49技术标准规定的性能
3.1.1 4J49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 4J49抗拉强度 合金带材的抗拉强度应符合表3-1的规定。
表3-1
状态代号 | 状态 | σb/MPa |
R | 软态 | <590 |
I | 硬态 | >820 |
3.2 4J49室温及各种温度下的力学性能
3.2.1 4J49硬度 合金带材(退火状态)的硬度见表3-2[1,2]。
3.2.2 4J49拉伸性能 合金(退火状态)在室温的拉伸性能见表3-2。
表3-2[1,2]
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ/% | HV |
549 | 206 | 33 | 130 |
3.3 4J49持久和蠕变性能
3.4 4J49疲劳性能
3.5 4J49弹性性能
3.5.1 4J49弹性模量 E=145GPa。
四、4J49组织结构
4.1 4J49相变温度
4.2 4J49时间-温度-组织转变曲线
4.3 4J49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 4J49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。
冷应变率为60%~70%的1mm厚的带材,在表4-1所示温度下退火,空冷后,按YB 027-1992进行晶粒度评级,结果见表4-1。
表4-1[1,2]
退火温度/℃ | 650 | 675 | 700 | 750 | 800 | 900 | 1000 | 1050 | 1100 | 1200 |
晶粒度级别 | - | 开始再结晶 | >10 | >10 | 10 | 9.0 | 7.0 | 3.0 | 2.0 | >2.0 |
五、4J49工艺性能与要求
5.1 4J49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。4J49合金的热加工温度在1160℃左右。4J49合金因含有硼,使很近热塑性温度降低,其热加工温度为1000~1050℃。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 4J49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 4J49零件热处理工艺 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 4J49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 4J49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。