上海閩鋼ｔｅｓ：A1a3a1a6a6a3a6a8a1a9a9a
4J50合金鋼，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)和居里點隨鎳含量增加而增加。該組合金是電真空工業(yè)中使用的封接結(jié)構(gòu)材料。

組織結(jié)構(gòu)

1、4J50相變溫度：
　　2、4J50時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線：
　　3、4J50合金組織結(jié)構(gòu)：該組合金均為穩(wěn)定的奧氏體組織。
　　4、4J50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的帶材估計平均晶粒度時，沿帶材厚度方向的晶粒個數(shù)應(yīng)不少于8個。

工藝性能

1、4J50成形性能：該合金很容易進行冷、熱加工。熱加工溫度不宜過高，加熱時間不宜過長，應(yīng)避免在含硫的氣氛中加熱。當(dāng)帶材冷應(yīng)變率大于75%時，退火后會引起塑性各向異性。冷應(yīng)變率在10%～15%，加熱到950～1050℃時（在釬焊過程中不可避免）晶粒長大，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]。
　　2、4J50焊接性能：該合金具有良好的焊接性能，可釬焊和點焊。該合金與軟玻璃等材料封接前應(yīng)進行預(yù)氧化處理。
　　3、4J50零件熱處理工藝：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：為消除零件在機械加工后的殘存應(yīng)力要進行消除應(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，在封接前應(yīng)進行預(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。
該組合金不能用熱處理硬化。
　　4、4J50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。氧化層嚴重時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%鹽酸溶液在70℃下酸洗。
　　5、4J50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。加工時采用高速鋼或硬質(zhì)合金刀具，低速切削加工，切削時可使用冷卻劑。磨削性能良好。

金屬另件的性能及結(jié)構(gòu)試驗

金屬另件的成分采用Ni：50%、Fe：50%的鐵鎳定膨脹4J50，其膨脹系數(shù)為9.8一11×10-*/℃，與鎂橄欖石瓷相比略大一些。

筒內(nèi)最大軸向應(yīng)力增大，所以應(yīng)當(dāng)減薄焊縫區(qū)的金屬，使其較容易產(chǎn)生彈性形變，從而減小封接應(yīng)力是確保封接件成品率的措施之一。當(dāng)封接面處的厚度為0.6mm時，封接和使用過程中的成品率較低，常常出現(xiàn)瓷件的炸裂，將封接面處另件的厚度減薄為0.5mm或在滿足制管強度的要求下再薄一些，可以提高成品率，故封接面處另件厚度采用0.4mm的金屬另件為宜。

為減小封接面處的應(yīng)力，另件除了要有一定的光潔度外，還要有一定的平整度，否則另件與瓷件的裝配會出現(xiàn)縫隙，產(chǎn)生封接應(yīng)力，焊料填不滿，造成漏氣。另件經(jīng)研磨平整、燒氫退火(定形)、電鍍后待用。

銀銅焊料與氫化鈦用量的選擇

氫化鈦的含量、焊料的用量與封接質(zhì)量有很大的關(guān)系，如圖4、5所示(*1。從圖4中可看出含Ti量2.5%(曲線a)的抗拉強度很低，焊料中含鈦量高于3%抗拉強度明顯地增大；含鈦量6%和4%的焊料抗拉強度則更高。含鈦量4%的焊料封接溫度為820一860℃；含鈦量6%焊料封接溫度為860一900℃，封接強度可達800kg/cm(對氧化鋁瓷而言)

我們采用含鈦量4%的焊料，厚度分別為0.06、0，09、0.12和0.15mm的焊料，在封接溫度830℃，保溫3分鐘。從圖5可看出0.06mm焊料的用量太少，焊料不足，未填滿焊縫的間隙，沒有足夠的活性鈦與陶瓷反應(yīng)；厚度為0.09一0.15mm的焊料可以得到較高的抗拉強度；若焊料用量過多(厚度超過0.2mm)，在焊縫中會形成較厚的焊料層，由Ti-Ag-Cu合金較硬脆!'1，因而過厚的焊料會減小焊料的“松馳”能力，使封接應(yīng)力增大，從而導(dǎo)致封接強度的降低；此外，焊料用量過多，還會使焊料到處流散，影響陶瓷的絕緣和另件的氬弧焊接。

我們采用純度為99.7%，顆粒度為320目的國產(chǎn)氫化鈦粉，經(jīng)過瑪瑙研體研磨和真空熔煉的銀銅焊料(72%Ag、28%Cu)在中外54mm、壁厚3mm的95瓷上進行焊料用量的試驗，試驗結(jié)果如表3所示。最后選用厚度為0.15mm的焊料，氫化鈦涂層厚度控制在45-50pm范圍內(nèi)，使鈦的含量約占總焊料量的4%。

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