4J47锻环件 合金加工
4J47基于上述性能特点，且高温合金的合金化程度较高，又被称为“超合金”，是广泛应用于、、石油、化工、舰船的一种重要材料，按基体元素来分，高温合金又分为铁基、镍基、钴基等高温合金，铁基高温合金使用温度一般只能达到750~780℃，对于在更高温度下使用的耐热部件，则采用镍基和难熔金属为基的合金， 镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地位，它广泛地用来制造喷气发动机、各种工业燃气轮机热端部件。
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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，能获得度的封接面。是电真空工业中的重要封接结构材料。
1.14J47材料牌号4J47。
1.24J47相近牌号见表1-1。
表1-1[1,4]
美国日本法国德国
47HX--461-
1.34J47材料的技术标准YB/T5235-1993《铁镍铬、铁镍封接合金技术条件》。
1.44J47化学成分见表1-2。
表1-2%
CPSMnSiBAlNiCrFe
≤
0.050.0200.0200.400.30-0.2046.8～47.80.80～1.40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%。
1.54J47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℃±20℃,保温15min，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。
1.64J47品种规格与供应状态品种有丝、管、板、带和棒。
1.74J47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。
1.84J47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、铈。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
2.14J47热性能
2.1.14J47溶化温度范围该合金的溶化温度约为1430℃[5]。
2.1.24J47热导率见表2-1。
表2-1[1]
λ/(W/(m·℃))ρ/(g/cm3)ρ/(μΩ·m)
20.18.190.55
2.1.34J47比热容该合金的比热容约为504J/(kg℃)。
2.1.44J47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[1]
/10-6℃-1
20～300℃20～400℃20～100℃20～200℃20～300℃20～400℃20～500℃20～550℃20～600℃
-8.1～8.78.18.68.38.39.19.710.0
2.24J47密度见表2-1。表2-4[1,2]
αR/10-3℃-1
20～50℃20～100℃20～200℃20～300℃20～400℃20～500℃
2.82.92.92.82.62.3
2.34J47电性能
2.3.14J47电阻率见表2-1。
2.3.24J47电阻温度系数见表2-4。
2.44J47磁性能
2.4.14J47居里点Tc=400℃[1,6]。
2.4.24J47合金的磁性能见表2-5[1,2]。
在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.97T，矫顽力Hc=29.6A/m[1,2]。
2.54J47化学性能合金在大气、淡水和海水中具有较好的耐腐蚀性；有良好的抗酸腐蚀性能。
表2-5[1,2]
H/(A/m)B/TH/(A/m)B/T
8
16
24
40
802.0×10-2
8.4×10-2
0.28
0.70
0.96160
400
800
2000
40001.12
1.26
1.35
1.46
1.50
三、4J47力学性能
3.14J47技术标准规定的性能
3.1.14J47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。
3.1.24J47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
3.24J47室温及各种温度下的力学性能
3.2.14J47硬度合金带材（退火状态）的硬度见表3-2[1,2]。
3.2.24J47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[1,2]
σb/MPaσP0.2/MPaδ/%HV
54918633-
3.34J47持久和蠕能
3.44J47性能
3.54J47性性能
3.5.14J47性模量E=142GPa。
四、4J47组织结构
4.14J47相变温度
4.24J47时间-温度-组织转变曲线
4.34J47合金组织结构该合金处于Fe-Ni-Cr三元相图的稳定奥氏体区域。合金为单相奥氏体组织。
4.44J47晶粒度标准规定，合金深冲态带材的晶粒度应不小于7级，小于7级的晶粒度不得超过面积的10%。厚度小于0.13mm的带材估计平均晶粒度时，沿带材厚度方向晶粒个数应不少于8个。
五、4J47工艺性能与要求
5.14J47成形性能该合金具有良好的冷、热加工性能，可制成各种复杂形状的零件。4J47、合金的热加工温度在1160℃左右。该合金应避免在含硫气氛中加热。当带材冷应变率大于70%时，退火后会引起塑性各向异性[6]。
5.24J47焊接性能该合金可采用电弧焊、氧乙炔焊。在预氧化处理后，特别在与玻璃封接后，很难进行电阻焊。该合金与玻璃封接前应进行预氧化处理。
5.34J47零件热处理工艺热处理可分为:应力退火、中间退火、预氧化处理。
(1)应力退火为零件在机械加工后的残存应力，要进行应力退火:零件在保护气氛中加热到470～540℃，保温1～2h，炉冷或空冷。
(2)中间退火为合金在冷轧、冷拔、冷冲压过程中引起的加工硬化现象，以利于继续加工。工件需在保护气氛中加热到800～900℃，保温20min，炉冷或空冷。
(3)预氧化处理为使合金表面生成一层厚度均匀、致密的氧化膜，该氧化膜与基体结合牢固，且能很好地与熔融的玻璃浸润。零件在饱和湿氢中，加热到1150～1250℃，保温30～50min,空冷。零件的增重在0.2～0.4mg/cm2范围为宜。
5.44J47表面处理工艺表面处理可采用喷砂、抛光、酸洗。合金在封接前可在＋或酐＋中酸洗。
5.54J47切削加工与磨削性能该合金切削加工特性和奥氏体不锈钢相似。加工时采用高速钢或硬质合金刀具，低速切削加工。切削时可使用冷却剂。该合金磨削性能良好。
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4J47 镍基合金在许多的领域中，比如:海洋:海域环境的海洋构造物，海水淡化，海水养殖，海水热交换等。环保领域:火力发电的烟气脱硫装置，废水处理等。镍基合金在许多的领域中能源领域:原子能发电，煤炭的综合利用，海潮发电等。石油化工领域:炼油，化学化工设备等。食品领域:制盐，酱油酿造等。在以上的众多领域中，普通不锈钢304是无法胜任的，在这些特殊的领域中，特种不锈钢是不可缺少的，也是不可被替代的。近几年来，随着经济的快速发达，随着工业领域的层次的不断提高，越来越多的项目需要档次更高的不锈钢。随着各行业对镍基合金需求量的增长。2011年我国镍基合金市场规模达到230.7亿元，同比增长率19.47%。因此，行业发展水平处于稳步上升趋势。
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热处理工艺可分为
固溶强化型合金和时效强化型合金。
固溶强化型合金 使用温度范围为900～1300℃，醉高抗氧化温度达1320℃。例如GH128合金，室温拉伸强度为850MPa、屈服强度为350MPa；1000℃拉伸强度为140MPa、延伸率为85%,1000℃、30MPa应力的持久寿命为200小时、延伸率40%。固溶合金一般用于制作航空、航天发动机燃烧室、机匣等部件。
时效强化型合金 使用温度为-253～950℃，一般用于制作航空、航天发动机的涡与叶片等结构件。制作涡的合金工作温度为-253～700℃,要求具有较好的高低温强度和抗疲劳性能。例如:GH4169合金，在650℃的高屈服强度达1000MPa；制作叶片的合金温度可达950℃，例如:GH220合金，950℃的拉伸强度为490MPa，940℃、200MPa的持久寿命大于40小时。
变形高温合金主要为航天、航空、核能、石油民用工业提供结构锻件、饼材、环件、棒材、板材、铸造高温合金铸造高温合金是指可以或只能用铸造方法成型零件的一类高温合金。
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