一、4J6概述

4J6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。該類合金中含有鉻，經(jīng)氧化處理后，合金表面生成非常致密的氧化膜，與基體結(jié)合牢固，且與軟玻璃浸潤(rùn)性好。因此，能獲得高強(qiáng)度的封接面。是電真空工業(yè)中的重要封接結(jié)構(gòu)材料。

1.1?4J6材料牌號(hào)?4J6。

1.2?4J6相近牌號(hào)?見表1-1。

表1-1[1,4]

俄羅斯

美國(guó)

日本

法國(guó)

德國(guó)

H42X6

42Ni-6Cr

Carpenter426

Sylvania4???????Sealmet?4

NRS-1

VEF-426

SNC

ASV(426)

Ni42Cr6

Vacovit426

(NiCr426)

1.3?4J6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?4J6化學(xué)成分?見表1-2。

表1-2%

C

P

S

Mn

Si

B

Al

Ni

Cr

Fe

≤

0.05

0.020

0.020

0.25

0.30

-

0.20

41.5～42.5

5.4～6.30

余量

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?4J6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?4J6品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)?品種有絲、管、板、帶和棒。

1.7?4J6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?4J6應(yīng)用概況與特殊要求?4J6合金是Fe-Ni-Cr系玻封合金的代表牌號(hào)。該組合金經(jīng)航空工廠長(zhǎng)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(yáng)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(guò)大，以保證帶材具有良好的深沖引伸性能及氣密性。

?二、4J6物理及化學(xué)性能????

2.1?4J6熱性能????????????????????????????????????????

2.1.1?4J6溶化溫度范圍?該合金的溶化溫度約為1430℃[5]。

2.1.2?4J6熱導(dǎo)率?見表2-1。

表2-1[1]

λ/(W/(m·℃))

ρ/(g/cm3)

ρ/(μΩ·m)

13.4

8.15

0.92

2.1.3?4J6比熱容?該合金的比熱容約為504J/(kg?℃)。

2.1.4?4J6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。4J6合金的膨脹曲線見圖2-1。

表2-2????????????????????????????????????

/10-6℃-1

/10-6℃-1

20～300℃

20～400℃

20～100℃

20～200℃

20～300℃

20～400℃

20～500℃

20～550℃

20～600℃

7.6～8.3

9.5～10.2

6.8

7.0

7.7

9.7

11.7

11.7

12.2

2.2?4J6密度?見表2-1。

2.3?4J6電性能???

2.3.1?4J6電阻率?見表2-1。

2.3.2?4J6電阻溫度系數(shù)?

2.4?4J6磁性能

2.4.1?4J6居里點(diǎn)?Tc=270℃[1,6]。

2.4.2?4J6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=0.64T，矯頑力

Hc=22.4A/m[1,2]。

2.5?4J6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。

表2-5[1,2]

H/(A/m)

B/T

H/(A/m)

B/T

8

16

24

40

80

2.0×10-2

0.17

0.38

0.53

0.73

160

400

800

2000

4000

0.83

0.93

0.99

1.06

1.09

三、4J6力學(xué)性能

3.1?4J6技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能

3.1.1?4J6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?4J6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。

表3-1

狀態(tài)代號(hào)

狀態(tài)

σb/MPa

R

軟態(tài)

<590

I

硬態(tài)

>820

3.2?4J6室溫及各種溫度下的力學(xué)性能?

3.2.1?4J6硬度?合金帶材（退火狀態(tài)）的硬度見表3-2[1,2]。

3.2.2?4J6拉伸性能?合金（退火狀態(tài)）在室溫的拉伸性能見表3-2。

表3-2[1,2]

σb/MPa

σP0.2/MPa

δ/%

HV

500

177

33

128

3.3?4J6持久和蠕變性能

3.4?4J6疲勞性能?

3.5?4J6彈性性能?

3.5.1?4J6彈性模量?E=147GPa。

四、4J6組織結(jié)構(gòu)

4.1?4J6相變溫度?????????

4.2?4J6時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線?

4.3?4J6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?4J6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(guò)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。

表4-1[1,2]

退火溫度/℃

650

675

700

750

800

900

1000

1050

1100

1200

晶粒度級(jí)別

開始再結(jié)晶

-

>10

>10

10

8.0

7.5

5.0

4.0

>2.0

五、4J6工藝性能與要求

5.1?4J6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。4J6、合金的熱加工溫度在1160℃左右。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?4J6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?4J6零件熱處理工藝?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(guò)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(rùn)。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?4J6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?4J6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。