4J52
铁镍定膨胀玻封合金4J52
概述--------------------------------------------------------------- 3
----------1.1、材料牌号
----------1.2、相近牌号
----------1.3、材料的技术标准
----------1.4、化学成分
----------1.5、热处理制度
----------1.6、品种规格与供应状态
----------1.7、熔炼与铸造工艺
----------1.8、应用概况与特殊要求
特理及化学性能------------------------------------------------3
----------2.1、热性能
----------2.2、密度
----------2.3、电性能
----------2.4、磁性能
----------2.5、化学性能
力学性能---------------------------------------------------------4
----------3.1、技术标准规定的性能
----------3.2、室温下及各种温度下的力学性能
----------3.3、持久和蠕能
----------3.4、性能
----------3.5、性性能
组织机构---------------------------------------------------------4
----------4.1、相应温度
----------4.2、合金组织机构
----------4.3、时间-温度-组织转变曲线
工艺性能与要求------------------------------------------------4
----------5.1、成形性能
----------5.2、焊接性能
----------5.3、零件热处理工艺
----------5.4、表面处理工艺
----------5.5、切削加工与磨削性能
4J52概述
铁镍定膨胀合金是通过调整镍含量而获得在给定温度范围内能与膨胀系数不同的软玻璃和陶瓷匹配的一系列定膨胀合金，其膨胀系数和居里点随镍含量增加而增加。该组合金是电真空工业中广泛使用的封接结构材料。
1.14J52材料牌号4J52。
1.2 4J52相近牌号 见表1-1。
表1-1[1～3]
美国英国日本法国德国
52H
52H-BИGlass Sealing52
Niloy52-N52N52Vacodil 520
FeNi52
1.3 4J52材料的技术标准YB/T 5235-1993《铁镍鉻、铁镍封接合金技术条件》。
1.4 4J52化学成分 见表1-2。
表1-2[4] %
CMnSiPSAlCoNiFe
≤
0.050.800.300.0200.020--51.5～52.5余量
在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许镍含量偏离表1-2规定的范围。
1.5 4J52热处理制度标准规定的膨胀系数性能检验试样其热处理制度:在保护气氛或真空中加热到850℃±20℃，保温1h，以不大于300℃/min速度冷至400℃以下出炉[4]。
1.6 4J52品种规格与供应状态品种有棒材、管材、板材、带材和丝材。
1.7 4J52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 4J52应用概况与特殊要求4J52属玻封合金典型牌号，经航空工厂长期使用，性能稳定。
4J52合金主要用于与软铅玻璃封接，小型电子管引线。
在应用中应使选用的封接材料与合金的膨胀系数相配。热处理时应控制其晶粒度，以保证材料具有良好的深冲引伸性能。当使用锻、轧材时应严格检验材料的气密性。
二、4J52物理及化学性能
2.1 4J52热性能
2.1.1 4J52溶化温度范围该合金溶化温度约为1430℃[1,2]。
2.1.2 4J52热导率λ=16.7W/(m·℃)[1,2]。
2.1.3 4J52比热容 该合金的比热容为502J/(kg℃)。
2.1.4 4J52线膨胀系数 标准规定的合金平均线膨胀系数见表2-1。合金的平均线膨胀系数见表2-2。合金的膨胀曲线见图2-4。
表2-1
/10-6℃-1
20～300℃20～400℃20～450℃
9.8～11.09.8～11.0-
2.2 4J52密度ρ=8.25g/cm3[1,2]。
2.3 4J52电性能电阻率ρ=0.43μΩ·m[1,2]。
表2-2[1,2]
/10-6℃-1
20～100℃20～200℃20～300℃20～350℃20～400℃20～450℃20～500℃20～600℃
10.310.410.210.310.310.310.310.8
2.4 4J52磁性能
2.4.1 4J52居里点 Tc=520℃[1,2]。
2.4.2 4J52合金的磁性能
2.5 4J52化学性能 合金在大气、淡水和海水中有较
好的耐腐蚀性。
4J52力学性能
3.1 4J52技术标准规定的性能
3.1.1 4J52硬度 深冲态带材应符合表3-1的规定。
厚度不大于0.2mm的带材不作硬度检验。
3.1.2 4J52抗拉强度 合金带材的抗拉强度应符合表
3-2的规定。
3.2 4J52室温及各种温度下的力学性能
3.2.1 4J52硬度 该合金（退火态）硬度HV约为135[1,2]。
表3-1[4] 表3-2[4]
δ/mmHV状态代号状态σb/MPa
<2.5≤170R软态<590
≤2.5≤165I硬态>820
3.2.2 4J52拉伸性能 该合金（退火态）室温拉伸性能见表3-3。
表3-3[1,2,4]
σb/MPaσP0.2/MPaδ/%φ/%
5502763565
3.3 4J52持久和蠕能
3.4 4J52性能
3.5 4J52性性能
3.5.1 4J52性模量 该合金的性模量E=158GPa[1,2]。
四、4J52组织结构
4.1 4J52相变温度
4.2 4J52时间-温度-组织转变曲线
4.3 4J52合金组织结构该组合金均为稳定的奥氏体组织。
4.4 4J52晶粒度 合金深冲带的晶粒度应不小于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，沿带材厚度方向的晶粒个数应不少于8个。
五、4J52工艺性能与要求
5.1 4J52成形性能该合金很容易进行冷、热加工。热加工温度不宜过高，加热时间不宜过长，应避免在含硫的气氛中加热。当带材冷应变率大于75%时，退火后会引起塑性各向异性。冷应变率在10%～15%，加热到950～1050 ℃时（在钎焊过程中不可避免）晶粒显著长大，致使合金塑性降低，对于薄的截面还可能丧失金属的真空气密性。因此成品的终应变率应控制在60%左右[2,5]。
5.2 4J52焊接性能 该组合金具有良好的焊接性能，可钎焊和点焊。该组合金与软玻璃等材料封接前应进行预氧化处理。
5.3 4J52零件热处理工艺 热处理可分为:应力退火、中间退火及预氧化处理。
(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:430～540 ℃，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。工件需在真空或保护气氛中，加热到700～800℃，保温30～60min，然后炉冷、空冷或水淬。
(3)预氧化处理 该组合金作封接材料使用时，在封接前应进行预氧化处理。使合金表面生
成一层厚度均匀、致密的氧化膜。零件在1100℃下，在饱和湿氢中，加热30min，然后在大约800℃的空气中氧化5～10min。零件的增重在0.1～0.3mg/cm2为适宜[6]。
该合金不能用热处理硬化。
5.4 4J52表面处理工艺 在热处理、焊接或玻封之前，必须金属表面污物、油脂。氧化层严重时可采用喷砂或先在熔融碱液中浸泡，然后再酸洗。轻微氧化皮可用25%溶液在70℃下酸洗。
5.5 4J52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。磨削性能良好。
4J52 40年代，铁基高温合金也了发展，50年代出现A-286和Incoloy901等牌号，但因高温性较差，从60年代以来发展较慢，苏联于1950年前后开始生产“ЭИ”牌号的镍基高温合金，后来生产“ЭП”系列变形高温合金和ЖС系列铸造高温合金，70年代美国还采用新的生产工艺制造出定向结晶叶片和粉末冶金涡，研制出单晶叶片等高温合金部件，以适应发动机涡轮进口温度不断的需要。
尽管标准不锈钢不易腐蚀，但在苛刻的条件下，腐蚀可能会导致材料中出现孔。4J52通过添加适量的铬，钼，镍和其他合金金属，我们改进了不锈钢以提供的腐蚀防护，并提高了对晶界腐蚀，点蚀和缝隙腐蚀以及应力腐蚀开裂的抵抗力。4J52例如刀和手术设备。4J52哈氏合金B3专为耐腐蚀，高温和高强度应用而制造。4J52铬的加入对于高温yang化和yang化酸溶液是有益的。4J52镍和碳因此625合金在所有位置都保持无点蚀。4J52马氏体钢含有适量的铬。4J52它们具有磁性并且可以进行热处理。4J52马氏体钢通常用于切削工具。4J52
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