4J47膨胀合金
一、4J47概述
4J47在20～400℃温度范围内，具有与软玻璃相近的膨胀系数，用于与相应的软玻璃匹配封接。该类合金中含有铬，经氧化处理后，合金表面生成非常致密的氧化膜，与基体结合牢固，且与软玻璃浸润性好。因此，能获得高强度的封接面。是电真空工业中的重要封接结构材料。
1.1 4J47材料牌号 4J47。
1.2 4J47相近牌号 见表1-1。
表1-1
|
俄罗斯 |
美国 |
日本 |
法国 |
德国 |
|
47HX |
- |
- |
461 |
- |
1.3 4J47材料的技术标准 YB/T 5235-1993《铁镍铬、铁镍封接合金技术条件》。
1.4 4J47化学成分 见表1-2。
表1-2%
|
C |
P |
S |
Mn |
Si |
B |
Al |
Ni |
Cr |
Fe |
|
≤ |
|||||||||
|
0.05 |
0.020 |
0.020 |
0.40 |
0.30 |
- |
0.20 |
46.8～47.8 |
0.80～1.40 |
余量 |
在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许镍、铬含量偏离表1-2规定的范围。对于制造焊管的4J47合金铝的质量分数应不大于0.10%。
1.5 4J47热处理制度 标准规定的膨胀系数性能检验试样在氢气气氛中将试样加热至1100℃&plu***n;20℃,保温15min，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。
1.6 4J47品种规格与供应状态 品种有丝、管、板、带和棒。
1.7 4J47熔炼与铸造工艺 用非真空感应炉、真空感应炉或电弧炉熔炼。
1.8 4J47应用概况与特殊要求 该组合金经航空工厂长期使用，性能稳定。主要用于制作各种电真空元器件，如电子束管的阳极帽等。在应用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配。为提高金属与玻璃的封接强度，允许合金中含有一定的铝、***。在热处理时，应避免其晶粒过大，以保证带材具有良好的深冲引伸性能及气密性。
二、4J47物理及化学性能
2.1 4J47热性能
2.1.1 4J47溶化温度范围 该合金的溶化温度约为1430℃。
2.1.2 4J47热导率 见表2-1。
表2-1
|
λ/(W/(m·℃)) |
ρ/(g/cm3) |
ρ/(μΩ·m) |
|
20.1 |
8.19 |
0.55 |
2.1.3 4J47比热容 该合金的比热容约为504J/(kg•℃)。
2.1.4 4J47线膨胀系数 标准规定的平均线膨胀系数见表2-2。
该合金的平均线膨胀系数见表2-3。4J47合金的膨胀曲线见图2-1。
表2-2 表2-3
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/10-6℃-1 |
|
/10-6℃-1 |
|||||||
|
20～300℃ |
20～400℃ |
20～100℃ |
20～200℃ |
20～300℃ |
20～400℃ |
20～500℃ |
20～550℃ |
20～600℃ |
|
|
- |
8.1～8.7 |
8.1 |
8.6 |
8.3 |
8.3 |
9.1 |
9.7 |
10.0 |
|
2.2 4J47密度 见表2-1。 表2-4[1,2]
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αR/10-3℃-1 |
|||||
|
20～50℃ |
20～100℃ |
20～200℃ |
20～300℃ |
20～400℃ |
20～500℃ |
|
2.8 |
2.9 |
2.9 |
2.8 |
2.6 |
2.3 |
2.3 4J47电性能
2.3.1 4J47电阻率 见表2-1。
2.3.2 4J47电阻温度系数 见表2-4。
2.4 4J47磁性能
2.4.1 4J47居里点 Tc=400℃。
2.4.2 4J47合金的磁性能 见表2-5。
在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.97T，矫顽力Hc=29.6A/m。
2.5 4J47化学性能 合金在大气、淡水和海水中具有较好的耐腐蚀性；有良好的抗***腐蚀性能。
表2-5
|
H/(A/m) |
B/T |
H/(A/m) |
B/T |
|
8 16 24 40 80 |
2.0×10-2 8.4×10-2 0.28 0.70 0.96 |
160 400 800 2000 4000 |
1.12 1.26 1.35 1.46 1.50 |
三、4J47力学性能
3.1 4J47技术标准规定的性能
3.1.1 4J47硬度 深冲态带材的维氏硬度应小于等于190。厚度不大于0.2mm时不作硬度试验。
3.1.2 4J47抗拉强度 合金带材的抗拉强度应符合表3-1的规定。
表3-1
|
状态代号 |
状态 |
σb/MPa |
|
R |
软态 |
<590 |
|
I |
硬态 |
>820 |
3.2 4J47室温及各种温度下的力学性能
3.2.1 4J47硬度 合金带材（退火状态）的硬度见表3-2。
3.2.2 4J47拉伸性能 合金（退火状态）在室温的拉伸性能见表3-2。
表3-2
|
σb/MPa |
σP0.2/MPa |
δ/% |
HV |
|
549 |
186 |
33 |
- |
3.3 4J47持久和蠕变性能
3.4 4J47疲劳性能
3.5 4J47弹性性能
3.5.1 4J47弹性模量 E=142GPa。
四、4J47***结构
4.1 4J47相变温度
4.2 4J47时间-温度-***转变曲线
4.3 4J47合金***结构 该合金处于Fe-Ni-Cr三元相图的稳定奥氏体区域。合金为单相奥氏体***。