4J29精密合金

4J29 材料牌号：

4J29精密合金

一、4J29精密合金概述： 4J29合金又称可伐(Kovar)合金。该合金在20～450℃具有与硅硼硬玻璃相近的线膨胀系数，居里点较高，并有良好的低温组织稳定性。合金的氧化膜致密，能很好地被玻璃浸润。且不与汞作用，适合在含汞放电的仪表中使用。是电真空器件主要密封结构材料。 1、4J29材料牌号： 4J29。 2、4J29相近牌号： 见表1-1。 表1-1[1～4] 俄罗斯 美国 英国 日本 法国 德国 29HК Kovar Nilo K KV-1 Dilver P0 Vacon 12 29HК-BИ Rodar Techallony Glasseal 29-17 Telcaseal KV-2 KV-3 Dilver P1 Silvar 48 3、4J29材料的技术标准： 4、4J29化学成分： 见表1-2。 表1-2 % C≤ Si≤ Mn≤ P≤ S≤ Cr≥ Ni≥ Mo≥ Cu≤ 0.03 0.30 0.50 0.020 0.020 - 28.5-29.5 - 0.20 其他 Al≤ Ti≤ Fe≤ Co≤ V≤ W≤ Nb≤ N≤ - - 余量 16.8-17.8 - - - 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。铝、镁、锆和钛的含量各不大于0.10%，其总量应不大于0.20%。 5、4J29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，在氢气气氛中加热至900℃±20℃,保温1h，再加热至1100℃±20℃，保温15min，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。 6、4J29品种规格与供应状态：品种有丝、带、板、管和棒材。 7、4J29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、4J29应用概况与特殊要求：该合金是国际通用的典型的Fe-Ni-Co硬玻璃封接合金。经航空工厂长期使用，性能稳定。主要用于电真空元器件如发射管、振荡管、引燃管、磁控管、晶体管、密封插头、继电器、集成电路的引出线、底盘、外壳、支架等的玻璃封接。在应用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配。根据使用温度严格检验其低温组织稳定性。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、4J29物理及化学性能： 1、4J29热性能： (1)、4J29溶化温度范围：该合金溶化温度约为1450℃[1,2]。 (2)、4J29热导率： 见表2-1。 表2-1[1] θ/℃ 100 200 300 400 500 λ/(W/(m·℃)) 20.6 21.5 22.7 23.7 25.4 (3)、4J29比热容： 在0℃时，比热容为440J/(kg•℃)；在430℃时，比热容为649J/(kg•℃)。 (4)、4J29线膨胀系数： 标准规定α1(20～400℃)=(4.6～5.2)×10-6℃-1；α1(20～450℃)=(5.1～5.5)×10-6℃-1(当用于晶体管时上限为5.6×10-6℃-1)。合金的平均线膨胀系数见表2-2。合金的膨胀曲线见图2-1。 2、4J29密度： 3、4J29电性能： (1)、4J29电阻率：ρ=0.48μΩ·m[1,5]。 表2-2[1] θ/℃ /10-6℃-1 θ/℃ /10-6℃-1 20～60 7.8 20～500 6.2 20～100 6.4 20～550 7.1 20～200 5.9 20～600 7.8 20～300 5.3 20～700 9.2 20～400 5.1 20～800 10.2 20～450 5.3 20～900 11.4 (2)、4J29电阻温度系数：见表2-3。 表2-3[1] 温度范围/℃ 20～50 20～85 20～100 20～200 20～300 20～400 αR/10-3℃-1 3.7 3.7 3.9 3.9 3.7 3.3 4、4J29磁性能： (1)、4J29居里点： Tc=430℃[1,5]。 (2)、4J29合金的磁性能：见表2-4[1]。 在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.98T，矫顽力Hc=68.8A/m[1,2]。 5、4J29化学性能：合金在大气、淡水和海水中有较好的耐腐蚀性。 表2-4[1,2] H/(A/m) B/T H/(A/m) B/T H/(A/m) B/T 8 0.9×10-2 80 0.35 2000 1.47 16 2.1×10-2 160 0.81 4000 1.61 24 3.6×10-2 400 1.17 40 8.3×10-2 800 1.34

三、4J29力学性能： 1、4J29技术标准规定的性能： (1)、4J29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时不作硬度检验。 (1)、4J29抗拉强度： 丝材和带材的抗拉强度应符合表3-2的规定。 表3-1 状态 δ/mm 硬度HV 深冲态 >2.5 ≤170 ≤2.5 ≤165 表3-2 状态代号 状态 σb/MPa 丝材 带材 R 软态 <585 <570 1/4I 1/4硬态 585～725 520～630 1/2I 1/2硬态 655～795 590～700 3/4I 3/4硬态 725～860 600～770 I 硬态 >850 >700 2、4J29室温及各种温度下的力学性能： (1)、4J29硬度： 冷应变率为50%的带材，在不同退火温度下的硬度见图3-1。 (2)、4J29拉伸性能：合金（退火态）在室温的拉伸性能见表3-3。冷应变率为50%的带材，在不同退火温度下的拉伸性能见图3-2。 表3-3[1,5] σb/MPa σP0.2/MPa δ/% 520 330 30 3、4J29持久和蠕变性能： 4、4J29疲劳性能： 5、4J29弹性性能：4J29弹性模量： E=138GPa。

四、4J29组织结构： 1、4J29相变温度：γ→α相变温度在-80℃以下。 2、4J29时间-温度-组织转变曲线： 3、4J29合金组织结构：合金按1.5规定的热处理制度处理后，再经-78.5℃冷冻，大于等于4h不应出现马氏体组织。但当合金成分不当时，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越趋向稳定。合金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。 4、4J29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%。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。 冷应变率为60%～70%的厚的带材，在表4-1所示温度下退火1h,空冷后，按YB 027-1992附录A评级，其晶粒度见表4-1。 表4-1[1,2] 退火温度/℃ 675 700 750 800 900 1000 1100 1200 晶粒度级别 开始再结晶 >10 >10 10 7.5 5.0 4.0 3.0 4J32 材料牌号：