铁镍钴玻封合金4J49力学性能

4J49

铁镍钴玻封合金4J49

目  录

概述--------------------------------------------------------------- 3
----------1.1、材料牌号
----------1.2、相近牌号
----------1.3、材料的技术标准
----------1.4、化学成分
----------1.5、热处理制度
----------1.6、品种规格与供应状态
----------1.7、熔炼与铸造工艺
----------1.8、应用概况与特殊要求
特理及化学性能------------------------------------------------3
----------2.1、热性能
----------2.2、密度
----------2.3、电性能
----------2.4、磁性能
----------2.5、化学性能
力学性能---------------------------------------------------------4
----------3.1、技术标准规定的性能
----------3.2、室温下及各种温度下的力学性能
----------3.3、持久和蠕变性能
----------3.4、疲劳性能
----------3.5、弹性性能
组织机构---------------------------------------------------------4
----------4.1、相应温度
----------4.2、合金组织机构
----------4.3、时间-温度-组织转变曲线
工艺性能与要求------------------------------------------------5
----------5.1、成形性能
----------5.2、焊接性能
----------5.3、零件热处理工艺
----------5.4、表面处理工艺
----------5.5、切削加工与磨削性能

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]

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  %

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]

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]

2.2 4J49密度 见表2-1。 表2-4[1,2]

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]

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

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]

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]

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＋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。