4J34
4J34概述
4J34是結(jié)合我國的陶瓷特點研制的陶瓷封接合金。合金在-60℃～600℃溫度范圍內(nèi)具有與95%Al2O3陶瓷相近的線膨脹系數(shù)。主要用于和陶瓷進行匹配封接，是電真空工業(yè)中重要的封接結(jié)構(gòu)材料。
1.1 4J34材料牌號 4J34。
1.2 4J34相近牌號 見表1-1。
表1-1[1～3]
| 俄羅斯 |
美國 |
日本 |
德國 |
31HК(Ni31Co20)
24HК(Ni25Co28) |
Ceramvar(Ni27Co25)
|
- |
Vacon20(Ni28Co20)
|
1.3 4J34材料的技術(shù)標準 YB/T 5234-1993《瓷封合金4J33、4J34技術(shù)條件》。
1.4 4J34化學成分 見表1-2。 表1-2 %
| C |
Mn |
Si |
P |
S |
Ni |
Co |
Fe |
| ≤ |
| 0.05 |
0.50 |
0.30 |
0.020 |
0.020 |
28.5～29.5 |
19.5～20.5 |
余量 |
在平均線膨脹系數(shù)達到標準規(guī)定條件下，允許鎳、鈷含量偏離表1-2規(guī)定范圍。
1.5 4J34熱處理制度 標準規(guī)定的膨脹系數(shù)及低溫組織穩(wěn)定性的性能檢驗試樣，在保護氣氛或真空中加熱到900℃±20℃,保溫1h，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出爐。
1.6 4J34品種規(guī)格與供應狀態(tài) 品種有絲、管、板、帶和棒材。
1.7 4J34熔煉與鑄造工藝 用非真空感應爐、真空感應爐或電弧爐熔煉。
1.8 4J34應用概況與特殊要求 該合金經(jīng)航空工廠長期使用，性能穩(wěn)定。主要用于電真空元件與Al2O3陶瓷封接。制造大型電子管和磁控管的電極、引出盤和引出線。在使用中應使選用的陶瓷與合金的膨脹系數(shù)相匹配。當選用合金時，應根據(jù)使用溫度嚴格檢驗低溫組織穩(wěn)定性。在加工過程中應進行適當?shù)臒崽幚恚员ＷC材料具有良好的深沖引伸性能。當使用鍛材時應嚴格檢驗其氣密性。
二、4J34物理及化學性能
2.1 4J34熱性能
2.1.1 4J34熔化溫度范圍 該合金溶化溫度約為1450℃[1,2]。
2.1.2 4J34熱導率
2.1.3 4J34線膨脹系數(shù) 標準規(guī)定的合金平均線膨脹系數(shù)見表2-1。
該合金的平均線膨脹系數(shù)見表2-2。4J34合金的膨脹曲線見圖2-1。
表2-1 表2-2[1]
| /10-6℃-1 |
|
 /10-6℃-1 |
| 20～400℃ |
20～500℃ |
20～600℃ |
20～300℃ |
20～400℃ |
20～500℃ |
20～600℃ |
| 6.3～7.1 |
- |
7.8～8.5 |
6.8 |
6.4 |
6.8 |
8.2 |
2.2 4J34密度 見表2-3。 表2-3[1,4]
| ρ/(g/cm3) |
ρ/(μΩ·m) |
| 8.29 |
0.45 |
2.3 4J34電性能
2.3.1 4J34電阻率 見表2-3。
2.3.2 4J34電阻溫度系數(shù)
2.4 4J34磁性能
2.4.1 4J34居里點 Tc=470℃[1,2]。
2.4.2 4J34合金的磁性能 見表2-6。
表2-6[1,2]
| H/(A/m) |
B/T |
H/(A/m) |
B/T |
| 8 |
0.7×10-2 |
160 |
0.65 |
| 16 |
1.5×10-2 |
400 |
1.01 |
| 24 |
2.7×10-2 |
800 |
1.21 |
| 40 |
5.6×10-2 |
2000 |
1.46 |
| 80 |
0.25 |
4000 |
1.62 |
在4000A/m下，剩余磁感應強度Br=0.89T,矯頑力Hc=83.2A/m[1,2]。
2.5 4J34化學性能 該合金在大氣、淡水和海水中具有較好的耐腐蝕性。
4J34力學性能
3.1 4J34技術(shù)標準規(guī)定的性能
3.1.1 4J34硬度 深沖態(tài)帶材的硬度應符合表3-1的規(guī)定。厚度不大于0.2mm的帶材不做硬度檢驗。
表3-1
| 狀態(tài) |
δ/mm |
HV |
| 深沖態(tài) |
>2.5 |
≤170 |
| ≤2.5 |
≤165 |
3.1.2 4J34抗拉強度 絲材和帶材的抗拉強度應符合表3-2的規(guī)定。
表3-2
| 狀態(tài)代號 |
狀態(tài) |
σb/MPa |
| 絲材 |
帶材 |
| R |
軟態(tài) |
<585 |
<570 |
| Y |
硬態(tài) |
>860 |
>700 |
3.2 4J34室溫及各種溫度下的力學性能
3.2.1 4J34硬度 合金帶材（退火態(tài)）硬度見表3-3。
3.2.2 4J34拉伸性能 合金（退火態(tài)）在室溫的拉伸性能見表3-3。
表3-3[1,2,4]
| σb/MPa |
σP0.2/MPa |
δ/% |
HV |
| 539 |
343 |
32 |
158 |
3.3 4J34持久和蠕變性能
3.4 4J34疲勞性能
3.5 4J34彈性性能 彈性模量E=142GPa。
四、4J34組織結(jié)構(gòu)
4.1 4J34相變溫度 4J34合金 γ→α相變溫度在-80℃以下。
4.2 4J34時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.3 4J34合金組織結(jié)構(gòu) 該合金的組織為單相奧氏體。按1.5規(guī)定的熱處理制度處理后，4J34再經(jīng)-78.5℃下冷凍，不應出現(xiàn)馬氏體組織。
當合金成分不當時，在常溫或低溫下將發(fā)生不同程度的奧氏體(γ)向針狀馬氏體(α)轉(zhuǎn)變。相變時伴隨著體積膨脹效應。合金的膨脹系數(shù)相應增高，致使封接件的內(nèi)應力劇增，甚至造成部分損壞。影響合金低溫組織穩(wěn)定性的主要因素是合金的化學成分。從Fe-Ni-Co三元相圖中可以看到，鎳是穩(wěn)定奧氏體(γ)相的主要元素，鎳含量偏高有利于γ相的穩(wěn)定。隨合金總變形率增加其組織愈趨向穩(wěn)定。合金的成分偏析也可能造成局部區(qū)域的γ→α相變。此外，晶粒粗大也會促進γ→α相變[2,5,6]。
4.4 4J34晶粒度 標準規(guī)定，深沖態(tài)帶材的晶粒度應不小于7級，小于7級的晶粒不得超過面積的10%。對厚度小于0.13mm的帶材，估計平均晶粒度時，沿帶材厚度方向晶粒個數(shù)應不少于8個。
五、4J34工藝性能與要求
5.1 4J34成形性能 該合金具有良好的冷、熱加工性能，可制成各種復雜形狀的零件。但應避免在含硫的氣氛中加熱。在冷加工時，帶材的冷應變率大于70%，退火后會引起塑性各向異性。應變率在10%～15%內(nèi)，合金在退火時會導致晶粒急劇長大，也將產(chǎn)生合金的塑性各向異性。當蕞終應變率為60%～65%，晶粒度7～8.5級時，其塑性各向異性蕞小。
5.2 4J34焊接性能 該合金可采用釬焊、熔焊、電阻焊等方法與銅、鋼、鎳等金屬焊接。當合金中鋯含量大于0.06%時，將影響板材的氬弧焊焊接質(zhì)量，甚至使焊縫開裂。
該合金的零件在與陶瓷封接前，應進行退火、清洗、鍍鎳，然后與金屬化后再鍍鎳的陶瓷件用銀焊封接。
5.3 4J34零件熱處理工藝 熱處理可分為：消除應力退火、中間退火。
(1)消除應力退火 為消除零件在機械加工后的殘存應力，要進行消除應力退火：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、冷沖壓過程引起的加工硬化現(xiàn)象，以利于繼續(xù)加工。工件需在干氫、分解氨或真空中加熱到750～900℃，保溫15min～1h，然后爐冷、空冷或水淬。
該合金不能用熱處理硬化。
5.4 4J34表面處理工藝 表面處理可用噴砂、拋光、酸洗。該合金具有良好的電鍍性能，表面能鍍金、銀、鎳、鉻等金屬。
5.5 4J34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。該合金磨削性能良好。
全國熱線：18017243533 021-57888107
