供应4J33圆钢/4J33板材/4j33无缝管
材料牌号：4J33
俄罗斯牌号：33HК/Ni33Co17
日本牌号：KV-4/Ni33Co17
一、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。
表1-1[1～3]
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俄罗斯
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美国
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日本
|
德国
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33HК(Ni33Co17)
|
-
|
KV-4(Ni33Co17)
|
-
|
1.3 4J33材料的技术标准
1.4 4J33化学成分 见表1-2。
表1-2 %
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C
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Mn
|
Si
|
P
|
S
|
Ni
|
Co
|
Fe
|
|
≤
|
|||||||
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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。
表2-1 表2-2[1]
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/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 ρ=8.27g/cm3[1,4]。
2.3 4J33电性能
2.3.1 4J33电阻率ρ=0.46μΩ·m[1,4]。
2.3.2 4J33电阻温度系数见表2-4。
表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。
表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
|
在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。
三、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。
表3-1
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状态
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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。
表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。
表4-1
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退火温度/℃
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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。当最终应变率为60%～65%，晶粒度7～8.5级时，其塑性各向异性最小。
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15min～1h，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。
