供应铁镍铬玻封合金4J49/4J49圆钢无缝管
材料牌号：4J49
俄罗斯牌号：47HXP
美国牌号：Carpenter456
法国牌号：FeNi46Cr5
德国牌号：Vacovit 465/Vacovit 485
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]
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俄罗斯
|
美国
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日本
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法国
|
德国
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47HXP
|
Carpenter456
|
-
|
FeNi46Cr5
|
Vacovit 465
Vacovit 485
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1.3 4J49材料的技术标准
1.4 4J49化学成分见表1-2。
表1-2 %
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C
|
P
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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 |
/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。
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。
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
|
四、3J3组织结构
4.1 3J3相变温度合金在900℃以上（980～1150℃）固溶处理后，为单相奥氏体组织，在含钼的3J3合金中除了奥氏相外，还有少量Fe2Mo拉氏相。固溶或经冷应变后时效处理，约在500℃，从奥氏体中开始析出γ′[(Ni,Fe)3(Al,Ti)]沉淀强化相，600℃以上析出迅速，650～750℃析出量达最大值（含钼的合金温度偏上限）。在750℃以上析出相开始溶解，900℃以上溶解完毕。
4.2 3J3时间-温度-组织转变曲线
4.3 3J3合金组织结构使用状态的合金基本组织为；奥氏体基体加γ′[(Ni,Fe)3(Al,Ti)]型强化相，并含有少量的碳化物和Fe2Mo拉氏相（含Mo合金）。
五、3J3工艺性能与要求
5.1 3J3成形性能合金的热应变温度，3J3为1000～1150℃，进行锻、轧等热加工，其加工性能良好。
固溶处理后，合金塑性良好，可冷应变加工制成薄带和细丝，或用冲压、挤压等方法制成形状复杂的弹性元件。
5.2 3J3焊接性能合金在固溶状态下比在时效状态下有更好的焊接性能，可进行点焊、缝焊、氩弧焊、电子束焊，以及铜、银基硬钎焊。在时效处理后，点焊、缝焊性能较差。在合金表面镀镍后可进行低温锡、铅软钎焊。
合金在固溶状态下焊接，焊后时效处理。在时效后焊接，应注意不要使零件温度超过时效温度，以免降低合金性能。
、
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
|
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
