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4J6
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，且與軟玻璃浸潤性好。因此，能獲得高強度的封接面。是電真空工業(yè)中的重要封接結(jié)構(gòu)材料。
1.14J6材料牌號4J6。
1.24J6相近牌號見表1-1。
表1-1[1,4]
俄羅斯 | 日本 | 法國 | 德國 | |
H42X6 | 42Ni-6Cr Carpenter426 Sylvania4Sealmet4 | NRS-1 VEF-426 SNC | ASV(426) Ni42Cr6 | Vacovit426 (NiCr426) |
1.34J6材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)YB/T5235-1993《鐵鎳鉻、鐵鎳封接合金技術(shù)條件》。
1.44J6化學(xué)成分見表1-2。
表1-2%
C | P | S | Mn | Si | B | Al | Ni | Cr | Fe |
≤ | |||||||||
0.05 | 0.020 | 0.020 | 0.25 | 0.30 | - | 0.20 | 41.5～42.5 | 5.4～6.30 | 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。
1.54J6熱處理制度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的膨脹系數(shù)性能檢驗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。
1.64J6品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)品種有絲、管、板、帶和棒。
1.74J6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。
1.84J6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。該組合金經(jīng)航空工廠使用，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度，允許合金中含有一定的鋁、鈰。在熱處理時，應(yīng)避免其晶粒過大，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
2.14J6熱性能
2.1.14J6溶化溫度范圍該合金的溶化溫度約為1430℃[5]。
2.1.24J6熱導(dǎo)率見表2-1。
表2-1[1]
λ/(W/(m?℃)) | ρ/(g/cm3) | ρ/(μΩ?m) |
13.4 | 8.15 | 0.92 |
2.1.34J6比熱容該合金的比熱容約為504J/(kg?℃)。
2.1.44J6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[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℃ | |
7.6～8.3 | 9.5～10.2 | 6.8 | 7.0 | 7.7 | 9.7 | 11.7 | 11.7 | 12.2 | |
2.24J6密度見表2-1。
2.34J6電性能
2.3.14J6電阻率見表2-1。
2.3.24J6電阻溫度系數(shù)
2.44J6磁性能
2.4.14J6居里點Tc=270℃[1,6]。
2.4.24J6合金的磁性能見表2-5[1,2]。
在4000A/m下，剩余磁感應(yīng)強度Br=0.64T，矯頑力
Hc=22.4A/m[1,2]。
2.54J6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；有良好的抗腐蝕性能。
表2-5[1,2]
H/(A/m) | B/T | H/(A/m) | B/T |
8 16 24 40 80 | 2.0?10-2 0.17 0.38 0.53 0.73 | 160 400 800 2000 4000 | 0.83 0.93 0.99 1.06 1.09 |
三、4J6力學(xué)性能
3.14J6技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能
3.1.14J6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時不作硬度試驗。
3.1.24J6抗拉強度合金帶材的抗拉強度應(yīng)符合表3-1的規(guī)定。
表3-1
狀態(tài)代號 | 狀態(tài) | σb/MPa |
R | 軟態(tài) | <590 |
I | 硬態(tài) | >820 |
3.24J6室溫及各種溫度下的力學(xué)性能
3.2.14J6硬度合金帶材（退火狀態(tài)）的硬度見表3-2[1,2]。
3.2.24J6拉伸性能合金（退火狀態(tài)）在室溫的拉伸性能見表3-2。
表3-2[1,2]
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ/% | HV |
500 | 177 | 33 | 128 |
3.34J6持久和蠕變性能
3.44J6疲勞性能
3.54J6彈性性能
3.5.14J6彈性模量E=147GPa。
四、4J6組織結(jié)構(gòu)
4.14J6相變溫度
4.24J6時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.34J6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。
4.44J6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，小于7級的晶粒度不得超過面積的10%。厚度小于0.13mm的帶材估計平均晶粒度時，沿帶材厚度方向晶粒個數(shù)應(yīng)不少于8個。
冷應(yīng)變率為60%～70%的1mm厚的帶材，在表4-1所示溫度下退火,空冷后，按YB027-1992進(jìn)行晶粒度評級，結(jié)果見表4-1。
表4-1[1,2]
退火溫度/℃ | 650 | 675 | 700 | 750 | 800 | 900 | 1000 | 1050 | 1100 | 1200 |
晶粒度級別 | 開始再結(jié)晶 | - | >10 | >10 | 10 | 8.0 | 7.5 | 5.0 | 4.0 | >2.0 |
五、4J6工藝性能與要求
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)避免在含氣氛中加熱。當(dāng)帶材冷應(yīng)變率大于70%時，退火后會引起塑性各向[6]。
5.24J6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。
5.34J6零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。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。
5.44J6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＋或酐＋中酸洗。
5.54J6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。加工時采用高速鋼或硬質(zhì)合金刀具，低速切削加工。切削時可使用冷卻劑。該合金磨削性能良好。
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