4J34精密合金

4J34 材料牌号：4J34精密合金 俄罗斯牌号：31HК(Ni31Co20)/24HК(Ni25Co28) 美国牌号：Ceramvar(Ni27Co25) 德国牌号：Vacon20(Ni28Co20) 一、4J34精密合金概述： 4J34是结合我国的陶瓷特点研制的陶瓷封接合金。合金在-60℃～600℃温度范围内具有与95%Al2O3陶瓷相近的线膨胀系数。主要用于和陶瓷进行匹配封接，是电真空工业中重要的封接结构材料。 1、4J34材料牌号：4J34。 2、4J34相近牌号：见表1-1。 表1-1 俄罗斯 美国 德国 31HК(Ni31Co20) / 24HК(Ni25Co28) Ceramvar(Ni27Co25) Vacon20(Ni28Co20)3、4J34材料的技术标准： 4、4J34化学成分： 见表1-2。 表1-2 C≤ Si≤ Mn≤ P≤ S≤ Cr≥ Ni≥ Mo≥ Cu≤ 0.05 0.30 0.50 0.020 0.020 - 28.5-29.5 - - 其他 Al≤ Ti≤ Fe≤ Co≤ V≤ W≤ Nb≤ N≤ - - 余量 19.5-20.5 - - - -在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许镍、钴含量偏离表1-2规定范围。 5、4J34热处理制度：标准规定的膨胀系数及低温组织稳定性的性能检验试样，在保护气氛或真空中加热到900℃±20℃,保温1h，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。 6、4J34品种规格与供应状态：品种有丝、管、板、带和棒材。 7、4J34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、4J34应用概况与特殊要求：该合金经航空工厂长期使用，性能稳定。主要用于电真空元件与Al2O3陶瓷封接。制造大型电子管和磁控管的电极、引出盘和引出线。在使用中应使选用的陶瓷与合金的膨胀系数相匹配。当选用合金时，应根据使用温度严格检验低温组织稳定性。在加工过程中应进行适当的热处理，以保证材料具有良好的深冲引伸性能。当使用锻材时应严格检验其气密性。 二、4J34物理及化学性能： 1、4J34热性能： (1)、4J34熔化温度范围：该合金溶化温度约为1450℃ (2)、4J34热导率： (3)、4J34线膨胀系数：标准规定的合金平均线膨胀系数见表2-1。 该合金的平均线膨胀系数见表2-2。4J34合金的膨胀曲线见图2-1。 表2-1 表2-2 /10-6℃-1 /10-6℃-1 20～400℃ 20～500℃ 20～600℃ 20～300℃ 20～400℃ 20～500℃ 20～600℃ 6.3～7.1 - 7.8～8.5 6.8 6.4 6.8 8.22、4J34密度：ρ=8.29g/cm3 3、4J34电性能： (1)、4J34电阻率： ρ=0.45μΩ·m (2)、4J34电阻温度系数： 4、4J34磁性能： (1)、4J34居里点：Tc=470℃ (2)、4J34合金的磁性能：见表2-6。 表2-6 H/(A/m) B/T H/(A/m) B/T 8 0.7×10-2 160 0.65 16 1.5×10-2 400 1.01 24 2.7×10-2 800 1.21 40 5.6×10-2 2000 1.46 80 0.25 4000 1.62在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.89T,矫顽力Hc=83.2A/m 5、4J34化学性能：该合金在大气、淡水和海水中具有较好的耐腐蚀性。 三、4J34力学性能： 1、4J34技术标准规定的性能： (1)、4J34硬度：深冲态带材的硬度应符合表3-1的规定。厚度不大于0.2mm的带材不做硬度检验。 表3-1 状态 δ/mm HV 深冲态 >2.5 ≤170 ≤2.5 ≤165(1)、4J34抗拉强度：丝材和带材的抗拉强度应符合表3-2的规定。 表3-2 状态代号 状态 σb/MPa 丝材 带材 R 软态 <585 <570 Y 硬态 >860 >7002、4J34室温及各种温度下的力学性能： (1)、4J34硬度：合金带材（退火态）硬度见表3-3。 (2)、4J34拉伸性能：合金（退火态）在室温的拉伸性能见表3-3。 表3-3 σb/MPa σP0.2/MPa δ/% HV 539 343 32 1583、4J34持久和蠕变性能： 4、4J34疲劳性能 ： 5、4J34弹性性能： 弹性模量E=142GPa。 四、4J34组织结构： 1、4J34相变温度：4J34合金 γ→α相变温度在-80℃以下。 2、4J34时间-温度-组织转变曲线： 3、4J34合金组织结构：该合金的组织为单相奥氏体。按1.5规定的热处理制度处理后，4J34再经-78.5℃下冷冻，不应出现马氏体组织。当合金成分不当时，在常温或低温下将发生不同程度的奥氏体(γ)向针状马氏体(α)转变。相变时伴随着体积膨胀效应。合金的膨胀系数相应增高，致使封接件的内应力剧增，甚至造成部分损坏。影响合金低温组织稳定性的主要因素是合金的化学成分。从Fe-Ni-Co三元相图中可以看到，镍是稳定奥氏体(γ)相的主要元素，镍含量偏高有利于γ相的稳定。随合金总变形率增加其组织愈趋向稳定。合金的成分偏析也可能造成局部区域的γ→α相变。此外，晶粒粗大也会促进γ→α相变[2,5,6]。 4、4J34晶粒度：标准规定，深冲态带材的晶粒度应不小于7级，小于7级的晶粒不得超过面积的10%。对厚度小于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、4J34工艺性能与要求： 1、4J34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。但应避免在含硫的气氛中加热。在冷加工时，带材的冷应变率大于70%，退火后会引起塑性各向异性。应变率在10%～15%内，合金在退火时会导致晶粒急剧长大，也将产生合金的塑性各向异性。当最终应变率为60%～65%，晶粒度7～8.5级时，其塑性各向异性最小。 2、4J34焊接性能：该合金可采用钎焊、熔焊、电阻焊等方法与铜、钢、镍等金属焊接。当合金中锆含量大于0.06%时，将影响板材的氩弧焊焊接质量，甚至使焊缝开裂。 该合金的零件在与陶瓷封接前，应进行退火、清洗、镀镍，然后与金属化后再镀镍的陶瓷件用银焊封接。 3、4J34零件热处理工艺：热处理可分为：消除应力退火、中间退火。 (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：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、冷冲压过程引起的加工硬化现象，以利于继续加工。工件需在干氢、分解氨或真空中加热到750～900℃，保温15min～1h，然后炉冷、空冷或水淬。 该合金不能用热处理硬化。 4、4J34表面处理工艺：表面处理可用喷砂、抛光、酸洗。该合金具有良好的电镀性能，表面能镀金、银、镍、铬等金属。 5、4J34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、4J34品种规格与供应状态： 1、规格：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。