 4J47
材料牌号：4J47铁镍铬玻封合金
俄罗斯牌号：47HX
一、4J4精密合金概述：
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、4J47材料牌号：4J47。
2、4J47相近牌号：见表1-1。
表1-1[1,4]
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俄罗斯 |
美国 |
日本 |
法国 |
德国 |
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47HX |
- |
- |
461 |
- |
3、4J47材料的技术标准
4、4J47化学成分：见表1-2。
表1-2 %
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C≤ |
Si≤ |
Mn≤ |
P≤ |
S≤ |
Cr≥ |
Ni≥ |
Mo≥ |
Cu≤ |
|
0.05 |
0.30 |
0.40 |
0.020 |
0.020 |
0.80-1.40 |
46.8-47.8 |
- |
- |
|
其他 |
Al≤ |
Ti≤ |
Fe≤ |
Co≤ |
V≤ |
W≤ |
Nb≤ |
N≤ |
|
0.20 |
- |
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%。
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。
6、4J47品种规格与供应状态：品种有丝、管、板、带和棒。
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。
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：
1、4J47热性能：
(1)、4J47溶化温度范围：该合金的溶化温度约为1430℃[5]。
(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 |
(3)、4J47比热容：该合金的比热容约为504J/(kg•℃)。
(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]
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/10-6℃-1 |
|
/10-6℃-1 |
|
20-300℃ |
20-400℃ |
20-100℃ |
20-200℃ |
20-300℃ |
20-400℃ |
20-500℃ |
20-550℃ |
20-600℃ |
|
- |
8.1～8.7 |
8.1 |
8.6 |
8.3 |
8.3 |
9.1 |
9.7 |
10.0 |
2、4J47密度：见表2-1。
3、4J47电性能：
(1)、4J47电阻率：见表2-1。
(2)、4J47电阻温度系数： 见表2-4。
表2-4[1,2]
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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 |
4、4J47磁性能：
(1)、4J47居里点：Tc=400℃[1,6]。
(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]。
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：
1、4J47技术标准规定的性能：
(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。
(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
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状态代号 |
状态 |
σb/MPa |
|
R |
软态 |
<590 |
|
I |
硬态 |
>820 |
2、4J47室温及各种温度下的力学性能：
(1)、4J47硬度 ：合金带材（退火状态）的硬度见表3-2[1,2]。
(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]
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σb/MPa |
σP0.2/MPa |
δ/% |
HV |
|
549 |
186 |
33 |
- |
3、4J47持久和蠕变性能
4、4J47疲劳性能
5、4J47弹性性能：4J47弹性模量：E=142GPa。
四、4J47组织结构：
1、4J47相变温度：
2、4J47时间-温度-组织转变曲线：
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、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：
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]。
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。
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。
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、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。
六、4J47品种规格与供应状态：
1、品种分类：上海宝屿特种合金可生产各种规格的无缝管、钢板、圆钢、锻件、法兰、圆环、焊管、钢带、丝材及配套焊材。
2、交货状态：无缝管：固溶+酸白，长度可定尺；板材：固溶、酸洗、切边；焊管：固溶酸白+RT%探伤，锻件：退火+车光；棒材以锻轧状态、表面磨光或车光；带材经冷轧、固溶软态、去氧化皮交货；丝材以固溶酸洗盘状或直条状、固溶直条细磨光状态交货。 |
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沪公安网备 31010702005925号