4J78膨胀合金
一、4J78概述
4J78合金的磁导率低，和其他无磁瓷封合金相比膨胀系数也较低，故称为无磁定膨胀瓷封合金。合金中添加少量铜，能改善其加工性能。该合金的瓷封综合性能优于蒙乃尔(Monel)、不锈钢、无氧铜等无磁瓷封材料。主要用作电真空器件中的无磁瓷封材料。
1.1 4J78材料牌号 4J78。
1.2 4J78相近牌号 75HM(俄罗斯)。
1.3 4J78材料的技术标准 YB/T 5233-1993《无磁定膨胀瓷封合金4J78、4J80、4J82技术条件》。
1.4 4J78化学成分 见表1-1。
表1-1 %
|
C |
P |
S |
Mn |
Si |
Mo |
Cu |
Ni |
|
≤ |
|||||||
|
0.05 |
0.020 |
0.020 |
0.40 |
0.30 |
20.0～22.0 |
≤1.5 |
余量 |
在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许钼、铜含量偏离表1-1规定范围。
1.5 4J78热处理制度 标准规定的膨胀系数性能检验试样在保护气氛或真空中加热到1000 ～1050℃,保温30～40min，以不大于5℃/min速度冷却到300℃以下出炉。
1.6 4J78品种规格与供应状态 品种有棒、管、板、丝和带材。
1.7 4J78熔炼与铸造工艺 用真空感应炉熔炼。
1.8 4J78应用概况与特殊要求 该合金经工厂使用，性能稳定。合金用作陀螺仪及其他电真空器件的无磁瓷封材料。在使用中应严格控制热处理工艺，以保证合金具有良好的加工性能。
二、4J78物理及化学性能
2.1 4J78热性能
2.1.1 4J78熔化温度范围 1400～1420℃。
2.1.2 4J78热导率 见表2-1。
2.1.3 4J78线膨胀系数 标准规定的合金平均线膨胀系数见表2-2。
4J78合金的平均线膨胀系数见表2-3。
表2-1 表2-2
|
θ/℃ |
20 |
300 |
600 |
|
θ/℃ |
20～500 |
20～600 |
|
λ/(W/(m·℃)) |
13.8 |
15.5 |
16.7 |
/10-6℃-1 |
12.1～12.7 |
12.4～13.0 |
表2-3
|
θ/℃ |
20～100 |
20～200 |
20～300 |
20～400 |
20～500 |
20～600 |
20～700 |
20～800 |
20～900 |
20～1000 |
20～1050 |
|
/10-6℃-1 |
11.3 |
11.6 |
11.8 |
12.1 |
12.4 |
12.5 |
13.2 |
13.7 |
14.2 |
14.7 |
15.0 |
2.2 4J78密度 ρ=9.38g/cm3。
2.3 4J78电性能
2.3.1 4J78电阻率 ρ=1.17μΩ·m。
2.4 4J78磁性能 标准规定μ16000≤1.251×10-3mH/m。合金在不同磁场强度下的磁导率见表2-4。
2.5 4J78化学性能 合金在大气、海水和热带气候条件下具有高的耐腐蚀性。
表2-4
|
H/(A/m) |
4000 |
8000 |
12000 |
16000 |
32000 |
40000 |
80000 |
|
μ/(10-3mH/m) |
1.251 |
1.251 |
1.251 |
1.251 |
1.251 |
1.251 |
1.250 |
三、4J78力学性能
3.1 4J78技术标准规定的性能
3.2 4J78室温及各种温度下的力学性能
3.2.1 4J78硬度 合金（软态）在常温下的硬度HV=234～247。
3.2.2 4J78拉伸性能 合金（软态）在常温下的拉伸性能见表3-1。
表3-1
|
σb/MPa |
σs/MPa |
δ(L0=50mm)/% |
|
869 |
353 |
35 |
3.3 4J78持久和蠕变性能
3.4 4J78疲劳性能
3.5 4J78弹性性能 弹性模量E=222GPa。
四、4J78***结构
4.1 4J78相变温度
4.2 4J78时间-温度-***转变曲线
4.3 4J78合金***结构 在Ni-Mo相图中，该合金处于两相区。在平衡条件下，高于770℃时，合金为α相；当温度低于770℃时，由α相中析出β相，成为α＋β两相。β相是一种中间化合物Ni4Mo，在α相中具有弥散硬化作用。但在合金热处理条件下合金***为单一奥氏体***。当合计冷应变率60%～70%的1mm厚带材，在表4-1所示温度下退火，空冷后，按YB 027-1992进行晶粒度评级，结果见表4-1。
表4-1
|
退火温度/℃ |
850 |
900 |
950 |
1000 |
1050 |
1100 |
|
晶粒度级别 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5.5 |
4 |
五、4J78工艺性能与要求
5.1 4J78成形性能 合金有较好的加工性及深冲引伸性能。合金带材经适当热处理后，其晶粒度级别为5～6级，维氏硬度应为174～207，以利于零件的深冲引伸。
5.2 4J78焊接性能 合金可采用***弧焊。
5.3 4J78零件热处理工艺 合金冷应变中间退火应在氢气（或真空）中加热到1050～1080℃，保温40min，水淬。为获得较低的硬度值，热处理温度可适当提高。
5.4 4J78表面处理工艺 表面处理可采用喷砂、抛光、酸洗。
5.5 4J78切削加工与磨削性能 合金可采用硬质合金刀具切削加工。磨削性能较好。