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4J42

一、4J42概述

鐵鎳定膨脹合金是通過調(diào)整鎳含量而獲得在給定溫度范圍內(nèi)能與膨脹系數(shù)不同的軟玻璃和陶瓷匹配的一系列定膨脹合金，其膨脹系數(shù)和居里點(diǎn)隨鎳含量增加而增加。該合金是電真空工業(yè)中廣泛使用的封接結(jié)構(gòu)材料。

1.14J42材料牌號4J42。

1.24J42相近牌號見表1-1。

表1-1[1～3] 

1.34J42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》。

1.44J42化學(xué)成分見表1-2。

表1-2[4]% 

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

1.54J42熱處理制度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的膨脹系數(shù)性能檢驗(yàn)試樣其熱處理制度：在氫氣氣氛中將試樣加熱到900℃?20℃，保溫1h，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出爐[4]。

1.64J42品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)品種有棒材、管材、板材、帶材和絲材。

1.74J42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。

1.84J42應(yīng)用概況與特殊要求4J42屬玻封合金典型牌號，經(jīng)航空工廠使用，性能穩(wěn)定。

4J42合金主要用于和軟玻璃、陶瓷等封接，制作電子管、晶體管和集成電路的引線、框架和密封插頭。

在應(yīng)用中應(yīng)使選用的封接材料與合金的膨脹系數(shù)相配。熱處理時(shí)應(yīng)控制其晶粒度，以保證材料具有良好的深沖引伸性能。當(dāng)使用鍛、軋材時(shí)應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)材料的氣密性。

二、4J42物理及化學(xué)性能 

2.14J42熱性能

2.1.14J42溶化溫度范圍該合金溶化溫度約為1430℃[1,2]。

2.1.24J42熱導(dǎo)率λ=14.6W/(m?℃)[1,2]。

2.1.34J42比熱容該合金的比熱容為502J/(kg?℃)。

2.1.44J42線膨脹系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的合金平均線膨脹系數(shù)見表2-1。合金的平均線膨脹系數(shù)見表2-2。合金的膨脹曲線見圖2-1。

表2-1 

2.24J42密度ρ=8.12g/cm3[1,2]。

2.34J42電性能電阻率ρ=0.61μΩ?m[1,2]。

表2-2[1,2] 

2.44J42磁性能

2.4.14J42居里點(diǎn)Tc=360℃[1,2]。

2.4.24J42合金的磁性能4J42合金的磁性能見表2-7。

在4000A/m下，剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br=0.99T，矯頑力Hc=28.8A/m[2]。

2.54J42化學(xué)性能合金在大氣、淡水和海水中有較好的耐腐蝕性。

表2-7[1,2] 

三、4J42力學(xué)性能 

3.14J42技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能

3.1.14J42硬度深沖態(tài)帶材應(yīng)符合表3-1的規(guī)定。厚度不大于0.2mm的帶材不作硬度檢驗(yàn)。

3.1.24J42抗拉強(qiáng)度合金帶材的抗拉強(qiáng)度應(yīng)符合表3-2的規(guī)定。

3.24J42室溫及各種溫度下的力學(xué)性能

3.2.14J42硬度該組合金（退火態(tài)）硬度HV均約為135[1,2]。

表3-1[4]表3-2[4] 

3.2.24J42拉伸性能該組合金（退火態(tài)）室溫拉伸性能見表3-3。

表3-3[1,2,4] 

3.34J42持久和蠕變性能

3.44J42疲勞性能

3.54J42彈性性能

3.5.14J42彈性模量該組合金的彈性模量E=147GPa[1,2]。

四、4J42組織結(jié)構(gòu) 

4.14J42相變溫度

4.24J42時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

4.34J42合金組織結(jié)構(gòu)該組合金均為穩(wěn)定的奧氏體組織。

4.44J42晶粒度合金深沖帶的晶粒度應(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(jì)平均晶粒度時(shí)，沿帶材厚度方向的晶粒個數(shù)應(yīng)不少于8個。

五、4J42工藝性能與要求 

5.14J42成形性能該合金很容易進(jìn)行冷、熱加工。熱加工溫度不宜過高，加熱時(shí)間不宜過長，應(yīng)避免在含的氣氛中加熱。當(dāng)帶材冷應(yīng)變率大于75%時(shí)，退火后會引起塑性各向。冷應(yīng)變率在10%～15%，加熱到950～1050℃時(shí)（在釬焊過程中不可避免）晶粒顯著長大，致使合金塑性降低，對于薄的截面還可能喪失金屬的真空氣密性。因此成品的終應(yīng)變率應(yīng)控制在60%左右[2,5]。

5.24J42焊接性能該合金具有良好的焊接性能，可釬焊和點(diǎn)焊。該合金與軟玻璃等材料封接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)氧化處理。

5.34J42零件熱處理工藝熱處理可分為：消除應(yīng)力退火、中間退火及預(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：430～540℃，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。工件需在真空或保護(hù)氣氛中，加熱到700～800℃，保溫30～60min，然后爐冷、空冷或水淬。

(3)預(yù)氧化處理該組合金作封接材料使用時(shí)，在封接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)氧化處理。使合金表面生

成一層厚度均勻、致密的氧化膜。零件在1100℃下，在飽和濕氫中，加熱30min，然后在大約800℃的空氣中氧化5～10min。零件的增重在0.1～0.3mg/cm2為適宜[6]。

該合金不能用熱處理硬化。

5.44J42表面處理工藝在熱處理、焊接或玻封之前，必須清除金屬表面污物、油脂。氧化層時(shí)可采用噴砂或先在熔融堿液中浸泡，然后再酸洗。輕微氧化皮可用25%溶液在70℃下酸洗。

5.54J42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。磨削性能良好。

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