4J49概述?

4J49是一種精密合金，同時(shí)也屬于鐵鎳鉻玻封合金，含有47%左右的鎳元素含量，用非真空感應(yīng)爐、真空感應(yīng)爐或電弧爐熔煉。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(yīng)的軟玻璃匹配封接，為提高金屬與玻璃的封接強(qiáng)度，允許合金中含有一定的鋁、鈰等稀有元素。

1.1 4J49材料牌號(hào) 4J49。

1.2 4J49相近牌號(hào) 見表1-1。

1.3 4J49材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) YB/T 5235-1993《鐵鎳鉻、鐵鎳封接合金技術(shù)條件》。

1.4 4J49化學(xué)成分 見表1-2。

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、鉻含量偏離表1-2規(guī)定的范圍。

1.5 4J49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(yīng)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(yīng)爐、真空感應(yīng)爐或電弧爐熔煉。

1.8 4J49應(yīng)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(yīng)用中應(yīng)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(qiáng)度，允許合金中含有一定的鋁、鈰。在熱處理時(shí)，應(yīng)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(xué)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(dǎo)率 見表2-1。

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(biāo)準(zhǔn)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。

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。

2.4 4J49磁性能

2.4.1 4J49居里點(diǎn) 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(yīng)強(qiáng)度Br=0.69T，矯頑力Hc=27.2A/m[1,2]。

2.5 4J49化學(xué)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。

4J49力學(xué)性能

3.1 4J49技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能

3.1.1 4J49硬度 深沖態(tài)帶材的維氏硬度應(yīng)小于等于190。厚度不大于0.2mm時(shí)不作硬度試驗(yàn)。

3.1.2 4J49抗拉強(qiáng)度 合金帶材的抗拉強(qiáng)度應(yīng)符合表3-1的規(guī)定。

3.2 4J49室溫及各種溫度下的力學(xué)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。

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(shí)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，合金深沖態(tài)帶材的晶粒度應(yīng)不小于7級(jí)，小于7級(jí)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)，沿帶材厚度方向晶粒個(gè)數(shù)應(yīng)不少于8個(gè)。

冷應(yīng)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(jìn)行晶粒度評(píng)級(jí)，結(jié)果見表4-1。

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(fù)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(yīng)避免在含硫氣氛中加熱。當(dāng)帶材冷應(yīng)變率大于70%時(shí)，退火后會(huì)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(yù)氧化處理后，特別在與玻璃封接后，很難進(jìn)行電阻焊。該合金與玻璃封接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)氧化處理。

5.3 4J49零件熱處理工藝 熱處理可分為：消除應(yīng)力退火、中間退火、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：零件在保護(hù)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(hù)氣氛中加熱到800～900 ℃，保溫20min，爐冷或空冷。

(3)預(yù)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(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。該合金磨削性能良好。

六、4J49性能及應(yīng)用

無磁封接合金是指不只能與玻璃、陶瓷封接，而且還具有抗磁、高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱或其它歸納功能的合金。用于電子束聚焦和在強(qiáng)磁場(chǎng)下作業(yè)的一些電子器件。如Ni-Cu 系有Cu- 10Ni，Cu40Ni- 5W和Cu 60Ni等合金；Ni-Mo系有Ni 25Mo及Ni- 22Mo、Ni- 22Mo-Cu等合金；Ni-Mo-W 系有Ni10Mo- 10W ，Ni-10Mo 10W-Cu合金。這些資料熱脹大系數(shù)α(20~600℃)<13X10C，導(dǎo)磁率< 1. 005，有較好加工功能和氬弧焊接功能，是目前無磁臺(tái)金系列中與陶瓷封接較為適宜資料。90W-8Cu-2Ni合金，能與高氧化鋁陶瓷匹配封接。Fe-Mn 合金中研發(fā)的(3.5~ 6.6)Zr- (26. 5~66.5)Ti-12.5AJ合金與高氧化鋁陶瓷封接能經(jīng)受500℃以上溫度熱沖擊在高導(dǎo)電反高導(dǎo)熱封接合金中，在Fe- Mn系中參加30%Al。其脹大系數(shù)為7X10C ，但電阻率由80降至15μ·cm，導(dǎo)電和導(dǎo)熱系數(shù)較4J36和4J29高5~6倍。無磁封接合金還處于探索和發(fā)展階段。

5.1制作電子管各工藝溫度范圍內(nèi)和管子運(yùn)用溫度范圍內(nèi)，合金的熱脹大特性都應(yīng)與玻璃或陶瓷相匹配。

5.2在運(yùn)用溫度范圍內(nèi)，合金安排不得發(fā)生變化；

5.3合金表面應(yīng)簡(jiǎn)單形成牢固而細(xì)密的氧化膜；

5.4合金的熔點(diǎn)應(yīng)高于玻璃的封接溫度；

5.5合金的封接、焊接、電鍍和機(jī)械加工等工藝功能杰出；

5.6不純物質(zhì)(揮發(fā)物)、夾雜物、氣體含量應(yīng)盡量少；

5.7塑性杰出，能經(jīng)受冷、熱變形，簡(jiǎn)單制成各種形狀的零件。

總之，上海雄鋼合金致力于高性能高溫合金材料的研發(fā)與創(chuàng)新，并探索其在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展和工業(yè)的進(jìn)步，對(duì)材料性能的要求越來越高，高溫合金也在不斷發(fā)展升級(jí)，目前，研究人員正在開發(fā)一系列新的高溫合金，以改善其機(jī)械性能和加工性能，未來，高溫合金將繼續(xù)發(fā)揮其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為高性能材料領(lǐng)域的重要代表之一。