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上海宝立 —— 宝武集团上海宝钢特殊钢公司合作单位,特种合金制造专家!

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    4J6
     
    材料牌号:4J6精密合金

    俄罗斯牌号:H42X6
    美国牌号:42Ni-6Cr/Carpenter426/Sylvania4/Sealmet 4

    一、4J6精密合金概述:

    4J6精密合金在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、4J6精密合金材料牌号: 4J6。
    2、4J6精密合金相近牌号:俄罗斯牌号:H42X6,美国牌号:42Ni-6Cr
    3、4J6精密合金材料的技术标准:
    4、4J6精密合金化学成分: 见表1-2。
    表1-2                                                                   %
    C≤ Si≤ Mn≤ P≤ S≤ Cr≥ Ni≥ Mo≥ Cu≤
    0.05 0.30 0.25 0.020 0.020 5.4-6.30- 41.5-42.5 - -
    其他 Al≤ Ti≤ Fe≤ Co≤ V≤ W≤ Nb≤ N≤
    0.20 - 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。
    5、4J6精密合金热处理制度: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。
    6、4J6精密合金品种规格与供应状态:品种有丝、管、板、带和棒。
    7、4J6精密合金熔炼与铸造工艺:用非真空感应炉、真空感应炉或电弧炉熔炼。
    8、4J6精密合金应用概况与特殊要求: 4J6合金是Fe-Ni-Cr系玻封合金的代表牌号。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、4J6精密合金物理及化学性能:   
    1、4J6精密合金热性能: 
                                          
    (1)、4J6精密合金溶化温度范围:该合金的溶化温度约为1430℃[5]
    (2)、4J6精密合金热导率:见表2-1。
    2-1[1]
    λ/(W/(m·℃)) ρ/(g/cm3) ρ/(μΩ·m)
    13.4 8.15 0.92
    (3)、4J6精密合金比热容:该合金的比热容约为504J/(kg•℃)。
    (4)、4J6精密合金线膨胀系数: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。4J6合金的膨胀曲线见图2-1。
    2-2                                                                                                               2-3[1]
    /10-6-1   /10-6-1
    20-300℃ 20-400℃ 20-100℃ 20-200℃ 20-300℃ 20-400℃ 20-500℃ 20-550℃ 20--600℃
    7.6~8.3 9.5~10.2 6.8 7.0 7.7 9.7 11.7 11.7 12.2
    2、4J6精密合金密度:见表2-1。
    3、4J6精密合金电性能:
    (1)、4J6电阻率:见表2-1。
    (2)、4J6电阻温度系数:见表2-1。
    4、4J6精密合金磁性能:
    (1)、4J6居里点:Tc=270℃[1,6]
    (2)、4J6合金的磁性能:见表2-5[1,2]
    在4000A/m下,剩余磁感应强度Br=0.64T,矫顽力Hc=22.4A/m[1,2]

    5、4J6合金化学性能:合金在大气、淡水和海水中具有较好的耐腐蚀性;有良好的抗氢氟酸腐蚀性能。
    2-5[1,2]
    H/(A/m) B/T H/(A/m) B/T
    8
    16
    24
    40
    80
    2.0×10-2
    0.17
    0.38
    0.53
    0.73
    160
    400
    800
    2000
    4000
    0.83
    0.93
    0.99
    1.06
    1.09
    三、4J6精密合金力学性能:
    1、4J6技术标准规定的性能:

    (1)、4J6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。
    (2)、4J6抗拉强度:金带材的抗拉强度应符合表3-1的规定。
    3-1
    状态代号 状态 σb/MPa
    R 软态 <590
    I 硬态 >820
    2、4J6室温及各种温度下的力学性能:
    (1)、4J6硬度:合金带材(退火状态)的硬度见表3-2[1,2]
    (2)、4J6拉伸性能:合金(退火状态)在室温的拉伸性能见表3-2。
    3-2[1,2]
    σb/MPa σP0.2/MPa δ/% HV
    500 177 33 128
    3、4J6弹性性能:J6弹性模量 E=147GPa。
    四、4J6精密合金组织结构:
    1、4J6相变温度。       
    2、4J6时间-温度-组织转变曲线。
    3、4J6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、4J6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。应变率为60%~70%的1mm厚的带材,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。
    4-1[1,2]
    退火温度/℃ 650 675 700 750 800 900 1000 1050 1100 1200
    晶粒度级别 开始再结晶 - >10 >10 10 8.0 7.5 5.0 4.0 >2.0
    五、4J6精密合金工艺性能与要求:
    1、4J6精密合金成形性能:
    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。4J6、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]
    2、4J6精密合金焊接性能: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。
    3、4J6精密合金零件热处理工艺:热处理可分为:消除应力退火、中间退火、预氧化处理。
    (1)、消除应力退火:为消除零件在机械加工后的残存应力,要进行消除应力退火: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: 为消除合金在冷轧、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。
    4、4J6精密合金表面处理工艺:表面处理可采用喷砂、抛光、酸洗。合金在封接前可在乙酸+硝酸或乙酸酐+盐酸中酸洗。
    5、4J6精密合金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。
    六、4J6精密合金品种规格与供应状态:
    1、品种分类:
    上海宝屿特种合金可生产各种规格的4J6无缝管、4J6钢板、4J6圆钢、4J6锻件、4J6法兰、4J6圆环、4J6焊管、4J6钢带、4J6丝材及配套焊材。
    2、交货状态:无缝管:固溶+酸白,长度可定尺;板材:固溶、酸洗、切边;焊管:固溶酸白+RT%探伤,锻件:退火+车光;棒材以锻轧状态、表面磨光或车光;带材经冷轧、固溶软态、去氧化皮交货;丝材以固溶酸洗盘状或直条状、固溶直条细磨光状态交货。

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