4J47膨胀合金
一、4J47概述
4J47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 4J47材料牌号 4J47。
1.2 4J47相近牌号 见表1-1。
表1-1[1,4]
俄罗斯 | 美国 | 日本 | 法国 | 德国 |
47HX | - | - | 461 | - |
1.3 4J47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 4J47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 | - | 0.20 | 46.8~47.8 | 0.80~1.40 | 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。对于制造焊管的4J47合金铝的质量分数应不大于0.10%。
1.5 4J47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 4J47品种规格与供应状态 品种有丝、管、板、带和棒。
1.7 4J47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 4J47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、4J47物理及化学性能
2.1 4J47热性能
2.1.1 4J47溶化温度范围 该合金的溶化温度约为1430℃[5]。
2.1.2 4J47热导率 见表2-1。
表2-1[1]
λ/(W/(m·℃)) | ρ/(g/cm3) | ρ/(μΩ·m) |
20.1 | 8.19 | 0.55 |
2.1.3 4J47比热容 该合金的比热容约为504J/(kg•℃)。
2.1.4 4J47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。4J47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℃ | |
- | 8.1~8.7 | 8.1 | 8.6 | 8.3 | 8.3 | 9.1 | 9.7 | 10.0 |
2.2 4J47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℃ |
2.8 | 2.9 | 2.9 | 2.8 | 2.6 | 2.3 |
2.3 4J47电性能
2.3.1 4J47电阻率 见表2-1。
2.3.2 4J47电阻温度系数 见表2-4。
2.4 4J47磁性能
2.4.1 4J47居里点 Tc=400℃[1,6]。
2.4.2 4J47合金的磁性能 见表2-5[1,2]。
在4000A/m下,剩余磁感应强度Br=0.97T,矫顽力Hc=29.6A/m[1,2]。
2.5 4J47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 | 2.0×10-2 8.4×10-2 0.28 0.70 0.96 | 160 400 800 2000 4000 | 1.12 1.26 1.35 1.46 1.50 |
三、4J47力学性能
3.1 4J47技术标准规定的性能
3.1.1 4J47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 4J47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 4J47室温及各种温度下的力学性能
3.2.1 4J47硬度 合金带材(退火状态)的硬度见表3-2[1,2]。
3.2.2 4J47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 | 186 | 33 | - |
3.3 4J47持久和蠕变性能
3.4 4J47疲劳性能
3.5 4J47弹性性能
3.5.1 4J47弹性模量 E=142GPa。
四、4J47组织结构
4.1 4J47相变温度
4.2 4J47时间-温度-组织转变曲线
4.3 4J47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 4J47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。
五、4J47工艺性能与要求
5.1 4J47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。4J47、合金的热加工温度在1160℃左右。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 4J47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 4J47零件热处理工艺 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 4J47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 4J47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。
4J47钢板材,依不同的交货状态有可以称为4J47钢板、4J47开平板、4J47卷板;轧制工艺的不同有可以分为4J47冷轧板和4J47热轧板;依厚度不同又有4J47薄钢板、4J47中板、4J47厚板、4J47特厚板之说;千奇百怪的叫法不仅仅是从常规理解上体现还体现在4J47化学成分/硬度/密度等性能的差异性上,下面就让我们先对4J47板材材料的叫法来个标准定义吧:
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冷轧4J47|退货态|光亮表面|4J47薄钢板厚度在0.2-4mm之间的钢板。
冷轧4J47|退货态|光亮表面|4J47薄钢板宽度在500-1400mm之间。
冷轧4J47|退货态|光亮表面|4J47卷板是薄钢板的另一种供货规格
热轧4J47|退货态|平整表面|4J47厚钢板的宽度从0.6mm-3.0mm。
热轧4J47|退货态|平整表面|4J47中板是厚度小于20mm的钢板,
热轧4J47|退货态|平整表面|4J47厚板是厚度>20mm至60mm的钢板,
热轧4J47|退货态|平整表面|4J47特厚板是厚度> 60mm的钢板
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在了解了4J47钢板材的定义之后,让我们一起来看看上海JT金属集团作为4J47板材的全球供应商不仅与世界各国知名钢厂建立合作关系,更是在国内拥有健全的供应网络,满足您的各种所需:
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下面,有关不锈钢分类成分及性能介绍:
碳 C: ≤0.05
硅 Si: ≤0.3
锰 Mn: ≤0.8
硫 S: ≤0.02
磷 P: ≤0.02
铬 Cr: —
镍 Ni: 49.5~50.5
铁 Fe: 余量
铜 Cu: —
钒 V: —
钼 Mo: —
钛 Ti: —
铝 Al: ≤0.1
其他: —
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上海JT金属集团4J47原材料现货规格:
|——4J47棒材规格:
4J47黑皮圆钢: Φ50-600,L1000-4000
4J47车光圆钢: Φ60-600,L1000-5000
4J47热轧圆钢: Φ20-50,L1000-5000
4J47冷拉圆钢: Φ4-20,L1000-5000
|——4J47线材规格:
4J47热轧线材:5.5-25,以卷的方式供应
4J47冷拉线材:0.5-15,5.5-25,以卷或者盘的方式供应
|——4J47板材规格:
4J47热轧板材:厚T
4.5-36,宽W650-2000,长L1000-45000
4J47冷轧板材:厚T
0.8-4.5,宽W650-1000,长L800-2200
|——4J47管材规格:
4J47无缝管:可按客户要求订做
4J47焊管:按客户要求订做
|——4J47法兰规格:按客户要求订做
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