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4J33镍合金材料成分

描述:4J33应用概况与特殊要求 该合金经航空工厂长期使用,性能稳定。主要用于电真空元件与Al2O3陶瓷封接。制造大型电子管和磁控管的电极、引出盘和引出线。在使用中应使选用的陶瓷与合金的膨胀系数相匹配。当选用合金时,应根据使用温度严格检验低温组织稳定性。在加工过程中应进行适当的热处理,以保证材料具有良好的深冲引伸性能。当使用锻材时应严格检验其气密性。

更新日期:2023-01-06
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厂商性质:经销商
详情介绍

4J33

 

 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---------------------------------------------------------5
----------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
----------4.4、晶粒度
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

4J33概述
 4J33是结合我国的陶瓷特点研制的陶瓷封接合金。合金在-60℃~600℃温度范围内具有与95%Al2O3陶瓷相近的线膨胀系数。主要用于和陶瓷进行匹配封接,是电真空工业中重要的封接结构材料。
 1.1 4J33材料牌号 4J33。
1.2 4J33相近牌号 见表1-1。
1-1[1~3]


俄罗斯

美国

日本

德国

33HК(Ni33Co17)

-

KV-4(Ni33Co17)

-

1.3 4J33材料的技术标准 YB/T 5234-1993《瓷封合金4J33、4J34技术条件》。
1.4 4J33化学成分  见表1-2。  表1-2   %


C

MN

Si

P

S

Ni

Co

Fe

0.05

0.50

0.30

0.020

0.020

32.0~33.6

14.0~15.2

余量

在平均线膨胀系数达到标准规定条件下,允许镍、钴含量偏离表1-2规定范围。
1.5 4J33热处理制度 标准规定的膨胀系数及低温组织稳定性的性能检验试样,在保护气氛或真空中加热到900℃±20℃,保温1h,以不大于5℃/miN速度冷至200℃以下出炉。
1.6 4J33品种规格与供应状态 品种有丝、管、板、带和棒材。
 1.7 4J33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 4J33应用概况与特殊要求 该合金经航空工厂长期使用,性能稳定。主要用于电真空元件与Al2O3陶瓷封接。制造大型电子管和磁控管的电极、引出盘和引出线。在使用中应使选用的陶瓷与合金的膨胀系数相匹配。当选用合金时,应根据使用温度严格检验低温组织稳定性。在加工过程中应进行适当的热处理,以保证材料具有良好的深冲引伸性能。当使用锻材时应严格检验其气密性。
二、4J33物理及化学性能
 2.1 4J33热性能
2.1.1 4J33熔化温度范围 该合金溶化温度约为1450℃[1,2]。
2.1.2 4J33热导率 4J33合金热导率λ=17.6W/(m•℃)[1,2]。
2.1.3 4J33线膨胀系数 标准规定的合金平均线膨胀系数见表2-1。
该合金的平均线膨胀系数见表2-2。4J33合金的膨胀曲线见图2-1。
 2-1 表2-2[1]


/10-6℃-1


/10-6℃-1

20~400℃

20~500℃

20~600℃

20~300℃

20~400℃

20~500℃

20~600℃

6.0~6.8

6.6~7.4

-

6.3

6.1

6.9

8.3

2.2 4J33密度 见表2-3。 表2-3[1,4]


ρ/(g/cm3)

ρ/(μΩ·m)

8.27

0.46

2.3 4J33电性能
2.3.1 4J33电阻率 见表2-3。
2.3.2 4J33电阻温度系数 见表2-4。
2-4[1,2]


温度范围/℃

20~100

20~200

20~300

20~400

20~500

αR/10-3℃-1

4.2

4.1

3.9

3.6

3.2

2.4 4J33磁性能
2.4.1 4J33居里点 Tc=440℃[1,2]。


2.4.2 4J33合金的磁性能 见表2-6。
2-6[1,2]


H/(A/m)

B/T

H/(A/m)

B/T

8

1.0×10-2

160

0.89

16

2.2×10-2

400

1.19

24

3.9×10-2

800

1.35

40

9.1×10-2

2000

1.49

80

0.47

4000

1.61

4000A/m下,剩余磁感应强度Br=1.06T,矫顽力Hc=63.2A/m[1,2]。
2.5 4J33化学性能 该合金在大气、淡水和海水中具有较好的耐腐蚀性。
4J33力学性能
3.1 4J33技术标准规定的性能
3.1.1 4J33硬度 深冲态带材的硬度应符合表3-1的规定。厚度不大于0.2mm的带材不做硬度检验。
3-1


状态

δ/mm

HV

深冲态

>2.5

≤170

≤2.5

≤165

3.1.2 4J33抗拉强度 丝材和带材的抗拉强度应符合表3-2的规定。
  表3-2


状态代号

状态

σb/MPa

丝材

带材

R

软态

<585

<570

Y

硬态

>860

>700

3.2 4J33室温及各种温度下的力学性能
3.2.1 4J33硬度 合金带材(退火态)硬度见表3-3。
3.2.2 4J33拉伸性能 合金(退火态)在室温的拉伸性能见表3-3。
3-3[1,2,4]


σb/MPa

σP0.2/MPa

δ/%

HV

539

343

32

158

3.3 4J33持久和蠕变性能
 3.4 4J33疲劳性能 
3.5 4J33弹性性能 弹性模量E=139GPa。

四、4J33组织结构
4.1 4J33相变温度 4J34合金 γ→α相变温度在-80℃以下。4J33较4J34组织稳定。
4.2 4J33时间-温度-组织转变曲线 
4.3 4J33合金组织结构 该合金的组织为单相奥氏体。
当合金成分不当时,在常温或低温下将发生不同程度的奥氏体(γ)向针状马氏体(α)转变。相变时伴随着体积膨胀效应。合金的膨胀系数相应增高,致使封接件的内应力剧增,甚至造成部分损坏。影响合金低温组织稳定性的主要因素是合金的化学成分。从Fe-Ni-Co三元相图中可以看到,镍是稳定奥氏体(γ)相的主要元素,镍含量偏高有利于γ相的稳定。随合金总变形率增加其组织愈趋向稳定。合金的成分偏析也可能造成局部区域的γ→α相变。此外,晶粒粗大也会促进γ→α相变[2,5,6]。
4.4 4J33晶粒度 标准规定,深冲态带材的晶粒度应不小于7级,小于7级的晶粒不得超过面积的10%。对厚度小于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4J33带材,在表4-1所示温度下退火,空冷后,按YB 027-1992附录A进行晶粒度评级,结果见表4-1。
4-1


退火温度/℃

600

650

700

750

800

900

1000

1100

1200

晶粒度级别

开始再结晶

>10

>10

10

10

8.0

6.5

5.0

4.0

五、4J33工艺性能与要求
5.1 4J33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。但应避免在含硫的气氛中加热。在冷加工时,带材的冷应变率大于70%,退火后会引起塑性各向异性。应变率在10%~15%内,合金在退火时会导致晶粒急剧长大,也将产生合金的塑性各向异性。当终应变率为60%~65%,晶粒度7~8.5级时,其塑性各向异性小。
5.2 4J33焊接性能 该合金可采用钎焊、熔焊、电阻焊等方法与铜、钢、镍等金属焊接。当合金中锆含量大于0.06%时,将影响板材的氩弧焊焊接质量,甚至使焊缝开裂。
该合金的零件在与陶瓷封接前,应进行退火、清洗、镀镍,然后与金属化后再镀镍的陶瓷件用银焊封接。
5.3 4J33零件热处理工艺 热处理可分为:消除应力退火、中间退火。
(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: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、冷冲压过程引起的加工硬化现象,以利于继续加工。工件需在干氢、分解氨或真空中加热到750~900℃,保温15miN1h,然后炉冷、空冷或水淬。
该合金不能用热处理硬化。
5.4 4J33表面处理工艺 表面处理可用喷砂、抛光、酸洗。该合金具有良好的电镀性能,表面能镀金、银、镍、铬等金属。
5.5 4J33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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