上海閩鋼tes:a1a3a1a6a6a3a6a8a1a9a9a

4J36低膨脹鐵鎳合金

4J36膨脹合金概述：4J36膨脹合金的居里點約為230℃，低于這一溫度時合金是鐵磁性的，具有很低的膨脹系數(shù)，高于這一溫度時合金為無磁性的，膨脹系數(shù)增大。該合金主要用于制造在氣溫變化范圍內(nèi)尺寸近似恒定的元件，用于無線電工業(yè)、儀器、儀表及其他工業(yè)。4J36該合金是典型低膨脹合金,經(jīng)航空工廠長期使用，性能穩(wěn)定；使用中應(yīng)嚴(yán)格控制熱處理工藝及加工工藝，以保證材料的穩(wěn)定性。

4J36相近牌號：Fe-Ni36、W.Nr.1.3912、Ni36、X1NiCrMoCu、N 25-20-7、UNSK93601

4J36化學(xué)成份：
鎳Ni 鉻Cr 鐵Fe 碳C 錳Mn 硅Si 鈷Co 磷P 硫S
35 0.30
37 0.2 余量 0.03 0.60 0.2 0.5 0.02 0.01

4J36密度：ρ=8.1g/cm3

4J36零件熱處理可分為：消除應(yīng)力退火、中間退火及穩(wěn)定化處理。
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：530～550℃，保溫1～2h,爐冷。
2.中間退火為消除合金在冷軋，冷拔、冷沖壓過程引起的加工硬化現(xiàn)象，以利于繼續(xù)加工。工件加熱到830～880℃，保溫30min，爐冷或空冷。
3.穩(wěn)定化處理為獲得具有較低的膨脹系數(shù)又能使其性能穩(wěn)定的處理。一般采用三段處理。
均勻化：在加熱中，合金中的雜質(zhì)充分固溶和合金化元素趨于均勻。工件在保護(hù)氣氛中，加熱到830℃，保溫20min～1h，淬火。
回火：在回火過程中能夠部分消除由淬火產(chǎn)生的應(yīng)力。工件加熱到315℃，保溫1～4h，爐冷。
穩(wěn)定化時效：使合金的尺寸穩(wěn)定。工件加熱到95℃，保溫48h。對于冷加工或機(jī)械加工后的零件，不宜采用高溫處理時，可采用下述消除應(yīng)力穩(wěn)定化處理：工件加熱到315～370℃，1～4h。該合金不能用熱處理硬化。

4J36表面處理工藝：表面處理可采用噴砂、拋光或酸洗。合金可用25%鹽酸溶液在70℃下酸洗，清除氧化皮。在4000A/m下，剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br=0.6T，矯頑力Hc=48A/m[1,2]。

實驗結(jié)果及討論

化學(xué)成分分析

合金化后取樣化學(xué)分析，將成分列于表2。將表2的分析結(jié)果與膨脹合金手冊相比較，其考核元素和參考元素均符合相應(yīng)的要求。

膨脹系數(shù)檢測

線膨脹系數(shù)的測定選用DP-49型熱膨脹儀，試樣在氫氣保護(hù)氣氛下加熱至850℃，保溫1h，水淬后在350~400℃條件下保溫1h，取出空冷，20~100℃平均線膨脹系數(shù)0*為0.8x10/℃、1*為1.7×10*/℃、2為1.6x10/℃；膨脹合金手冊4J36平均線膨脹系數(shù)α￥M-lc≤1.8x10*/℃。從試驗結(jié)果來看，Mo合金化后基體的膨脹系數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。這是因為Mo屬于順鐵磁性物質(zhì)，其質(zhì)量磁化系數(shù)x為0.04x10*cm/g，依據(jù)磁致伸縮理論和居里-外斯定律，在溫度小于居里溫度時，產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng)，抵消了熱膨脹的體積增大值而具有小的膨脹系數(shù)。

金相分析和顯微硬度

對于具有單一奧氏體組織選用腐蝕液的配比為：4gCuSO， 5H， O+20mlHCl+20H， O。試樣經(jīng)過磨拋后

進(jìn)行金相侵蝕， 用OLYMPUS 51GX型光學(xué)顯微鏡OM拍取金相照片， 選用ZEISS_SUPRA 55型SEM掃描電鏡觀察試樣，結(jié)果分別列于圖1。對比圖1的金相照片，相對于0*試樣，1*和2*試樣晶粒尺寸更小，并且分布均勻。對試樣的晶粒尺寸經(jīng)過測量計算得晶粒平均直徑0°為16.7、1*為7.1、2*為6.3pm。由于試樣采取了鍛打工藝以及退火軟化處理，1*和

2*試樣金相中有許多孿晶和亞晶結(jié)構(gòu)，這主要是鍛打過程中晶粒破碎形成更為細(xì)碎的亞晶，晶界附近出現(xiàn)位錯堆積，表現(xiàn)為加工強(qiáng)化。

另外， 測定試樣顯微硬度選用401MVD型數(shù)顯顯微維氏硬度計。測量時選取的載荷為20N，載荷保持時間為15s。 本試驗選取6個測點，然后計算其平均值，0"為128.4HV、1*為161.8HV、2"為165.1HV。1"和2"試樣的Ni含量約為36%，在這個含量范圍，基體室溫組織為單一面心立方結(jié)構(gòu)的奧氏體，由于孿晶界面能和大角界面能的比值很小，再結(jié)晶退火時易形成退火孿晶。李晶使晶界數(shù)量增加，細(xì)化晶粒，加大位錯運動阻力，提高合金強(qiáng)度。

根據(jù)霍爾-配奇公式以及綜合強(qiáng)化相關(guān)理論，晶粒細(xì)化、退火孿晶以及基體的亞結(jié)構(gòu)均對強(qiáng)度的提高有不同程度作用。另外，晶粒細(xì)化對基體膨脹系數(shù)也存在正影響，可能是因為晶界的增加使變形阻力增加。

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