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4j6(4j06)膨脹合金

一、4j6概述

4j6在20～400℃溫度范圍內(nèi),具有與軟玻璃相近的膨脹系數(shù),用于與相應(yīng)的軟玻璃匹配封接。該類合金中含有鉻,經(jīng)氧化處理后,合金表面生成非常致密的氧化膜,與基體結(jié)合牢固,且與軟玻璃浸潤(rùn)性好。因此,能獲得高強(qiáng)度的封接面。是電真空工業(yè)中的重要封接結(jié)構(gòu)材料。

1.1 4j6材料牌號(hào) 4j6。

1.2 4j6相近牌號(hào) 見表1-1。

                                         表1-1俄羅斯美國(guó)日本法國(guó)德國(guó)h42x642ni-6cr

carpenter426

sylvania4       sealmet 4nrs-1

vef-426

sncasv(426)

ni42cr6vacovit426

(nicr426) 1.3 4j6材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) yb/t 5235-1993《鐵鎳鉻、鐵鎳封接合金技術(shù)條件》。

1.4 4j6化學(xué)成分 見表1-2。

                                      表1-2％

cpsmnsibalnicrfe≤0.050.0200.0200.250.30-0.2041.5～42.55.4～6.30余量

在平均線膨脹系數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下,允許鎳、鉻含量偏離表1-2規(guī)定的范圍。

1.5 4j6熱處理制度 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的膨脹系數(shù)性能檢驗(yàn)試樣在氫氣氣氛中將試樣加熱至1100℃±20℃,保溫15min,以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出爐。

1.6 4j6品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 品種有絲、管、板、帶和棒。

1.7 4j6熔煉與鑄造工藝 用非真空感應(yīng)爐、真空感應(yīng)爐或電弧爐熔煉。

1.8 4j6應(yīng)用概況與特殊要求 4j6合金是fe-ni-cr系玻封合金的代表牌號(hào)。該組合金經(jīng)航空工廠長(zhǎng)期使用,性能穩(wěn)定。主要用于制作各種電真空元器件,如電子束管的陽(yáng)極帽等。在應(yīng)用中應(yīng)使選用的玻璃與合金的膨脹系數(shù)相匹配。為提高金屬與玻璃的封接強(qiáng)度,允許合金中含有一定的鋁、鈰。在熱處理時(shí),應(yīng)避免其晶粒過(guò)大,以保證帶材具有良好的深沖引伸性能及氣密性。

二、4j6物理及化學(xué)性能    

2.1 4j6熱性能                                        

2.1.1 4j6溶化溫度范圍 該合金的溶化溫度約為1430℃。

2.1.2 4j6熱導(dǎo)率 見表2-1。

                                  表2-1λ/(w/(m·℃))ρ/(g/cm3)ρ/(μω·m)13.48.150.92 2.1.3 4j6比熱容 該合金的比熱容約為504j/(kg•℃)。

2.1.4 4j6線膨脹系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的平均線膨脹系數(shù)見表2-2。

該合金的平均線膨脹系數(shù)見表2-3。4j6合金的膨脹曲線見圖2-1。

  表2-2                                    表2-3/10-6℃-1 /10-6℃-120～300℃20～400℃20～100℃20～200℃20～300℃20～400℃20～500℃20～550℃20～600℃7.6～8.39.5～10.26.87.07.79.711.711.712.22.2 4j6密度 見表2-1。

2.3 4j6電性能  

2.3.1 4j6電阻率 見表2-1。

2.3.2 4j6電阻溫度系數(shù)

2.4 4j6磁性能

2.4.1 4j6居里點(diǎn) tc=270℃。

2.4.2 4j6合金的磁性能 見表2-5。

在4000a/m下,剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度br=0.64t,矯頑力

hc=22.4a/m。

2.5 4j6化學(xué)性能 合金在大氣、淡水和海水中具有較好的耐腐蝕性；有良好的抗氫氟酸 腐蝕性能。

                                表2-5h/(a/m)b/th/(a/m)b/t8

16

24

40

802.0×10-2

0.17

0.38

0.53

0.73160

400

800

2000

40000.83

0.93

0.99

1.06

1.09 三、4j6力學(xué)性能

3.1 4j6技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能

3.1.1 4j6硬度 深沖態(tài)帶材的維氏硬度應(yīng)小于等于190。厚度不大于0.2mm時(shí)不作硬度試驗(yàn)。

3.1.2 4j6抗拉強(qiáng)度 合金帶材的抗拉強(qiáng)度應(yīng)符合表3-1的規(guī)定。

                             表3-1狀態(tài)代號(hào)狀態(tài)σb/mpar軟態(tài)<590i硬態(tài)>8203.2 4j6室溫及各種溫度下的力學(xué)性能  

3.2.1 4j6硬度 合金帶材（退火狀態(tài)）的硬度見表3-2。

3.2.2 4j6拉伸性能 合金（退火狀態(tài)）在室溫的拉伸性能見表3-2。

                             表3-2σb/mpaσp0.2/mpaδ/％hv50017733128 3.3 4j6持久和蠕變性能

3.4 4j6疲勞性能

3.5 4j6彈性性能

3.5.1 4j6彈性模量 e=147gpa。

四、4j6組織結(jié)構(gòu)

4.1 4j6相變溫度        

4.2 4j6時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

4.3 4j6合金組織結(jié)構(gòu) 該合金處于fe-ni-cr三元相圖的穩(wěn)定奧氏體區(qū)域。合金為單相奧氏體組織。

4.4 4j6晶粒度 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,合金深沖態(tài)帶材的晶粒度應(yīng)不小于7級(jí),小于7級(jí)的晶粒度不得超過(guò)面積的10％。厚度小于0.13mm的帶材估計(jì)平均晶粒度時(shí),沿帶材厚度方向晶粒個(gè)數(shù)應(yīng)不少于8個(gè)。

 五、4j6工藝性能與要求

5.1 4j6成形性能 該合金具有良好的冷、熱加工性能,可制成各種復(fù)雜形狀的零件。4j6、合金的熱加工溫度在1160℃左右。該合金應(yīng)避免在含硫氣氛中加熱。當(dāng)帶材冷應(yīng)變率大于70％時(shí),退火后會(huì)引起塑性各向異性。

5.2 4j6焊接性能 該合金可采用電弧焊、氧乙炔焊。在預(yù)氧化處理后,特別在與玻璃封接后,很難進(jìn)行電阻焊。該合金與玻璃封接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)氧化處理。

5.3 4j6零件熱處理工藝 熱處理可分為：消除應(yīng)力退火、中間退火、預(yù)氧化處理。

(1)消除應(yīng)力退火 為消除零件在機(jī)械加工后的殘存應(yīng)力,要進(jìn)行消除應(yīng)力退火：零件在保護(hù)氣氛中加熱到470～540℃,保溫1～2h,爐冷或空冷。

(2)中間退火 為消除合金在冷軋、冷拔、冷沖壓過(guò)程中引起的加工硬化現(xiàn)象,以利于繼續(xù)加工。工件需在保護(hù)氣氛中加熱到800～900℃,保溫20min,爐冷或空冷。

(3)預(yù)氧化處理 為使合金表面生成一層厚度均勻、致密的氧化膜,該氧化膜與基體結(jié)合牢固,且能很好地與熔融的玻璃浸潤(rùn)。零件在飽和濕氫中,加熱到1150～1250℃,保溫30～50min,空冷。零件的增重在0.2～0.4mg/cm2范圍為宜。

5.4 4j6表面處理工藝 表面處理可采用噴砂、拋光、酸 洗。合金在封接前可在乙酸 ＋硝酸 或乙酸 酐＋鹽 酸 中酸 洗。

5.5 4j6切削加工與磨削性能 該合金切削加工特性和奧氏體不銹鋼相似。加工時(shí)采用高速鋼或硬質(zhì)合金刀具,低速切削加工。切削時(shí)可使用冷卻劑 。該合金磨削性能良好。

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