規(guī)格:齊全
所屬類型:合金管
品牌:
4J50膨脹合金
材料牌號(hào):4J50
俄羅斯牌號(hào):50H
美國(guó)牌號(hào):FeNi 50
英國(guó)牌號(hào):Nilo 51
日本牌號(hào):NS-1
法國(guó)牌號(hào):N50
德國(guó)牌號(hào):Vacodil 500
一、4J50概述
鐵鎳定膨脹合金是通過(guò)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(diǎn)隨鎳含量增加而增加。該組合金是電真空工業(yè)中廣泛使用的封接結(jié)構(gòu)材料。
1.1 4J50材料牌號(hào) 4J50。
1.2 4J50相近牌號(hào) 見(jiàn)表1-1。
表1-1
俄羅斯 | 美國(guó) | 英國(guó) | 日本 | 法國(guó) | 德國(guó) |
50H | FeNi 50 | Nilo 51 | NS-1 | N50 | Vacodil 500 |
1.3 4J50材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
1.4 4J50化學(xué)成分 見(jiàn)表1-2。
表1-2%
C | Mn | Si | P | S | Al | Co | Ni | Fe |
≤ | ||||||||
0.05 | 0.80 | 0.30 | 0.020 | 0.020 | 0.10 | 1.0 | 49.5~50.5 | 余量 |
在平均線膨脹系數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下,允許鎳含量偏離表1-2規(guī)定的范圍。
1.5 4J50熱處理制度 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的膨脹系數(shù)性能檢驗(yàn)試樣其熱處理制度:在氫氣氣氛中將試樣加熱到900℃±20℃,保溫1h,以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出爐。
1.6 4J50品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 品種有棒材、管材、板材、帶材和絲材。
1.7 4J50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 4J50應(yīng)用概況與特殊要求 4J50屬玻封合金典型牌號(hào),經(jīng)航空工廠長(zhǎng)期使用,性能穩(wěn)定。
4J50合金主要用于制作精密阻抗膜片,濕簧、干簧繼電器,精密長(zhǎng)度計(jì)量,與相應(yīng)的軟玻璃封接。
在應(yīng)用中應(yīng)使選用的封接材料與合金的膨脹系數(shù)相配。熱處理時(shí)應(yīng)控制其晶粒度,以保證材料具有良好的深沖引伸性能。當(dāng)使用鍛、軋材時(shí)應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)材料的氣密性。
二、4J50物理及化學(xué)性能
2.1 4J50熱性能
2.1.1 4J50溶化溫度范圍 該合金溶化溫度約為1430℃。
2.1.2 4J50熱導(dǎo)率 λ=16.7W/(m·℃)。
2.1.3 4J50比熱容 該合金的比熱容為502J/(kg•℃)。
2.1.4 4J50線膨脹系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的合金平均線膨脹系數(shù)見(jiàn)表2-2。合金的平均線膨脹系數(shù)見(jiàn)表2-3。合金的膨脹曲線見(jiàn)圖2-3。
表2-2
/10-6℃-1 | ||
20~300℃ | 20~400℃ | 20~450℃ |
9.2~10.0 | 9.2~9.9 | - |
2.2 4J50密度 ρ=8.21g/cm3。
2.3 4J50電性能 電阻率ρ=0.44μΩ·m。
表2-3
/10-6℃-1 | |||||||
20~100℃ | 20~200℃ | 20~300℃ | 20~350℃ | 20~400℃ | 20~450℃ | 20~500℃ | 20~600℃ |
9.8 | 9.8 | 9.5 | 9.4 | 9.4 | 9.4 | 9.7 | 10.6 |
2.4 4J50磁性能
2.4.1 4J50居里點(diǎn) Tc=500℃。
2.4.2 4J50合金的磁性能 4J50合金的磁性能見(jiàn)表2-4。
在4000A/m下,剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br=1.03T,矯頑力Hc=10A/m。
2.5 4J50化學(xué)性能 合金在大氣、淡水和海水中有較好的耐腐蝕性。
表2-4
H/(A/m) | 8 | 16 | 24 | 40 | 80 |
B/T | 0.29 | 0.64 | 0.74 | 0.83 | 0.94 |
H/(A/m) | 160 | 400 | 800 | 2000 | 4000 |
B/T | 1.06 | 1.20 | 0.30 | 1.44 | 1.50 |
三、4J50力學(xué)性能
3.1 4J50技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能
3.1.1 4J50硬度 深沖態(tài)帶材應(yīng)符合表3-1的規(guī)定。厚度不大于0.2mm的帶材不作硬度檢驗(yàn)。
3.1.2 4J50抗拉強(qiáng)度 合金帶材的抗拉強(qiáng)度應(yīng)符合表3-2的規(guī)定。
3.2 4J50室溫及各種溫度下的力學(xué)性能
3.2.1 4J50硬度 該合金(退火態(tài))硬度HV約為135。
表3-1 表3-2
δ/mm | HV |
| 狀態(tài)代號(hào) | 狀態(tài) | σb/MPa |
<2.5 | ≤170 | R | 軟態(tài) | <590 | |
≤2.5 | ≤165 | I | 硬態(tài) | >820 |
3.2.2 4J50拉伸性能 該組合金(退火態(tài))室溫拉伸性能見(jiàn)表3-3。
表3-3
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ/% | φ/% |
550 | 276 | 35 | 65 |
3.3 4J50持久和蠕變性能
3.4 4J50疲勞性能
3.5 4J50彈性性能
3.5.1 4J50彈性模量 該組合金的彈性模量E=158GPa。
四、4J50組織結(jié)構(gòu)
4.1 4J50相變溫度
4.2 4J50時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.3 4J50合金組織結(jié)構(gòu) 該組合金均為穩(wěn)定的奧氏體組織。
4.4 4J50晶粒度 合金深沖帶的晶粒度應(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),沿帶材厚度方向的晶粒個(gè)數(shù)應(yīng)不少于8個(gè)。
五、4J50工藝性能與要求
5.1 4J50成形性能 該合金很容易進(jìn)行冷、熱加工。熱加工溫度不宜過(guò)高,加熱時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),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(shí),退火后會(huì)引起塑性各向異性。冷應(yīng)變率在10%~15%,加熱到950~1050℃時(shí)(在釬焊過(guò)程中不可避免)晶粒顯著長(zhǎng)大,致使合金塑性降低,對(duì)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。
5.2 4J50焊接性能 該合金具有良好的焊接性能,可釬焊和點(diǎn)焊。該合金與軟玻璃等材料封接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)氧化處理。
5.3 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(jī)械加工后的殘存應(yīng)力要進(jìn)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(guò)程中引起的加工硬化現(xiàn)象,以利于繼續(xù)加工。工件需在真空或保護(hù)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(shí),在封接前應(yīng)進(jìn)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。
5.4 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(yán)重時(shí)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。
5.5 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(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。磨削性能良好。
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