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山雄特殊鋼【上海】有限公司

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供應鐵鎳鉻玻封合金4J49/4J49圓鋼無縫管
材料牌號：?4J49
俄羅斯牌號：47HXP
美國牌號：Carpenter456
法國牌號：FeNi46Cr5
德國牌號：Vacovit 465/Vacovit 485
一、4J49概述
    4J49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。

   
1.1 4J49材料牌號4J49。

1.2 4J49相近牌號見表1-1。
                                           表1-1[1,4]
俄羅斯
美國
日本
法國
德國
47HXP
Carpenter456
-
FeNi46Cr5
Vacovit 465
Vacovit 485





1.3 4J49材料的技術(shù)標準
1.4 4J49化學成分見表1-2。
                                       表1-2                                     %
C
P
S
Mn
Si
B
Al
Ni
Cr
Fe
≤
0.05
0.020
0.020
0.40
0.30
0.02
-
46.0～48.0
5.00～6.00
余量





在平均線膨脹系數(shù)達到標準規(guī)定條件下，允許鎳、鉻含量偏離表1-2規(guī)定的范圍。
1.5 4J49熱處理制度標準規(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。
1.6 4J49品種規(guī)格與供應狀態(tài)品種有絲、管、板、帶和棒。

   
1.7 4J49熔煉與鑄造工藝用非真空感應爐、真空感應爐或電弧爐熔煉。

1.8 4J49應用概況與特殊要求該組合金經(jīng)航空工廠長期使用，性能穩(wěn)定。主要用于制作各種電真空元器件，如電子束管的陽極帽等。在應用中應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、4J49物理及化學性能   
    2.1 4J49熱性能                                       
2.1.1 4J49溶化溫度范圍該合金的溶化溫度約為1430℃[5]。
2.1.2 4J49熱導率見表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比熱容該合金的比熱容約為504J/(kg•℃)。
2.1.4 4J49線膨脹系數(shù)標準規(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。4J49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℃
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密度見表2-1。

2.3 4J49電性能  

   
2.3.1 4J49電阻率見表2-1。

2.3.2 4J49電阻溫度系數(shù)見表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組織結(jié)構(gòu)
4.1 3J3相變溫度合金在900℃以上（980～1150℃）固溶處理后，為單相奧氏體組織，在含鉬的3J3合金中除了奧氏相外，還有少量Fe2Mo拉氏相。固溶或經(jīng)冷應變后時效處理，約在500℃，從奧氏體中開始析出γ′[(Ni,Fe)3(Al,Ti)]沉淀強化相，600℃以上析出迅速，650～750℃析出量達最大值（含鉬的合金溫度偏上限）。在750℃以上析出相開始溶解，900℃以上溶解完畢。          
4.2 3J3時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.3 3J3合金組織結(jié)構(gòu)使用狀態(tài)的合金基本組織為；奧氏體基體加γ′[(Ni,Fe)3(Al,Ti)]型強化相，并含有少量的碳化物和Fe2Mo拉氏相（含Mo合金）。
五、3J3工藝性能與要求
5.1 3J3成形性能合金的熱應變溫度，3J3為1000～1150℃，進行鍛、軋等熱加工，其加工性能良好。
固溶處理后，合金塑性良好，可冷應變加工制成薄帶和細絲，或用沖壓、擠壓等方法制成形狀復雜的彈性元件。
5.2 3J3焊接性能合金在固溶狀態(tài)下比在時效狀態(tài)下有更好的焊接性能，可進行點焊、縫焊、氬弧焊、電子束焊，以及銅、銀基硬釬焊。在時效處理后，點焊、縫焊性能較差。在合金表面鍍鎳后可進行低溫錫、鉛軟釬焊。
合金在固溶狀態(tài)下焊接，焊后時效處理。在時效后焊接，應注意不要使零件溫度超過時效溫度，以免降低合金性能。
、

   
2.4 4J49磁性能

2.4.1 4J49居里點Tc=340℃[1,6]。
2.4.2 4J49合金的磁性能見表2-5[1,2]。
在4000A/m下，剩余磁感應強度Br=0.69T，矯頑力Hc=27.2A/m[1,2]。
2.5 4J49化學性能合金在大氣、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2-5[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力學性能
3.1 4J49技術(shù)標準規(guī)定的性能
3.1.1 4J49硬度深沖態(tài)帶材的維氏硬度應小于等于190。厚度不大于0.2mm時不作硬度試驗。
3.1.2 4J49抗拉強度合金帶材的抗拉強度應符合表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





3.2 4J49室溫及各種溫度下的力學性能
3.2.1 4J49硬度合金帶材（退火狀態(tài)）的硬度見表3-2[1,2]。
3.2.2 4J49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
549
206
33
130





   
3.3 4J49持久和蠕變性能

   
3.4 4J49疲勞性能

3.5 4J49彈性性能
3.5.1 4J49彈性模量E=145GPa。
四、4J49組織結(jié)構(gòu)
4.1 4J49相變溫度        
4.2 4J49時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.3 4J49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 4J49晶粒度標準規(guī)定，合金深沖態(tài)帶材的晶粒度應不小于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)應不少于8個。
冷應變率為60%～70%的1mm厚的帶材，在表4-1所示溫度下退火,空冷后，按YB 027-1992進行晶粒度評級，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
9.0
7.0
3.0
2.0
>2.0


五、4J49工藝性能與要求

   
5.1 4J49成形性能該合金具有良好的冷、熱加工性能，可制成各種復雜形狀的零件。4J49合金的熱加工溫度在1160℃左右。4J49合金因含有硼，使很近熱塑性溫度降低，其熱加工溫度為1000～1050℃。該合金應避免在含硫氣氛中加熱。當帶材冷應變率大于70%時，退火后會引起塑性各向異性[6]。

    5.2 4J49焊接性能該合金可采用電弧焊、氧乙炔焊。在預氧化處理后，特別在與玻璃封接后，很難進行電阻焊。該合金與玻璃封接前應進行預氧化處理。
5.3 4J49零件熱處理工藝熱處理可分為：消除應力退火、中間退火、預氧化處理。
(1)消除應力退火為消除零件在機械加工后的殘存應力，要進行消除應力退火：零件在保護氣氛中加熱到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。工件需在保護氣氛中加熱到800～900℃，保溫20min，爐冷或空冷。
(3)預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。
5.4 4J49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 4J49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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