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4J33類似國標(biāo)鋼號

點擊次數(shù):500更新時間:2020-12-03

 

4J33

一、4J33概述 

4J33是結(jié)合我國的陶瓷特點研制的陶瓷封接合金。合金在-60℃~600℃溫度范圍內(nèi)具有與95%Al2O3陶瓷相近的線膨脹系數(shù)。主要用于和陶瓷進行匹配封接,是電真空工業(yè)中重要的封接結(jié)構(gòu)材料。

1.14J33材料牌號4J33。

1.24J33相近牌號見表1-1。

1-1[1~3] 

俄羅斯

日本

德國

33HК(Ni33Co17)

-

KV-4(Ni33Co17)

-

1.34J33材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)YB/T5234-1993《瓷封合金4J33、4J34技術(shù)條件》。

1.44J33化學(xué)成分見表1-2。

1-2% 

C

Mn

Si

P

S

Ni

Co

Fe

0.05

0.50

0.30

0.020

0.020

32.0~33.6

14.0~15.2

余量

在平均線膨脹系數(shù)達到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下,允許鎳、鈷含量偏離表1-2規(guī)定范圍。

1.54J33熱處理制度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的膨脹系數(shù)及低溫組織穩(wěn)定性的性能檢驗試樣,在保護氣氛或真空中加熱到900℃?20℃,保溫1h,以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出爐。

1.64J33品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)品種有絲、管、板、帶和棒材。

1.74J33熔煉與鑄造工藝用非真空感應(yīng)爐、真空感應(yīng)爐或電弧爐熔煉。

1.84J33應(yīng)用概況與特殊要求該合金經(jīng)航空工廠使用,性能穩(wěn)定。主要用于電真空元件與Al2O3陶瓷封接。制造大型電子管和磁控管的電、引出盤和引出線。在使用中應(yīng)使選用的陶瓷與合金的膨脹系數(shù)相匹配。當(dāng)選用合金時,應(yīng)根據(jù)使用溫度嚴(yán)格檢驗低溫組織穩(wěn)定性。在加工過程中應(yīng)進行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚员WC材料具有良好的深沖引伸性能。當(dāng)使用鍛材時應(yīng)嚴(yán)格檢驗其氣密性。

二、4J33物理及化學(xué)性能 

2.14J33熱性能

2.1.14J33熔化溫度范圍該合金溶化溫度約為1450℃[1,2]。

2.1.24J33熱導(dǎo)率4J33合金熱導(dǎo)率λ=17.6W/(m?℃)[1,2]。

2.1.34J33線膨脹系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的合金平均線膨脹系數(shù)見表2-1。

該合金的平均線膨脹系數(shù)見表2-2。4J33合金的膨脹曲線見圖2-1。

2-1 表2-2[1] 

/10-6℃-1

 

/10-6℃-1

20~400℃

20~500℃

20~600℃

20~300℃

20~400℃

20~500℃

20~600℃

6.0~6.8

6.6~7.4

-

6.3

6.1

6.9

8.3

2.24J33密度ρ=8.27g/cm3[1,4]。

2.34J33電性能

2.3.14J33電阻率ρ=0.46μΩ?m[1,4]。

2.3.24J33電阻溫度系數(shù)見表2-4。

2-4[1,2] 

溫度范圍/℃

20~100

20~200

20~300

20~400

20~500

αR/10-3℃-1

4.2

4.1

3.9

3.6

3.2

2.44J33磁性能

2.4.14J33居里點Tc=440℃[1,2]。

2.4.24J33合金的磁性能見表2-6。

2-6[1,2]

H/(A/m)

B/T

H/(A/m)

B/T

8

1.0?10-2

160

0.89

16

2.2?10-2

400

1.19

24

3.9?10-2

800

1.35

40

9.1?10-2

2000

1.49

80

0.47

4000

1.61

4000A/m下,剩余磁感應(yīng)強度Br=1.06T,矯頑力Hc=63.2A/m[1,2]。

2.54J33化學(xué)性能該合金在大氣、淡水和海水中具有較好的耐腐蝕性。

三、4J33力學(xué)性能 

3.14J33技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能

3.1.14J33硬度深沖態(tài)帶材的硬度應(yīng)符合表3-1的規(guī)定。厚度不大于0.2mm的帶材不做硬度檢驗。

3-1 

狀態(tài)

δ/mm

HV

深沖態(tài)

>2.5

≤170

≤2.5

≤165

3.1.24J33抗拉強度絲材和帶材的抗拉強度應(yīng)符合表3-2的規(guī)定。

3-2 

狀態(tài)代號

狀態(tài)

σb/MPa

絲材

帶材

R

軟態(tài)

<585

<570

Y

硬態(tài)

>860

>700

3.24J33室溫及各種溫度下的力學(xué)性能

3.2.14J33硬度合金帶材(退火態(tài))硬度見表3-3。

3.2.24J33拉伸性能合金(退火態(tài))在室溫的拉伸性能見表3-3。

3-3[1,2,4] 

σb/MPa

σP0.2/MPa

δ/%

HV

539

343

32

158

3.34J33持久和蠕變性能

3.44J33疲勞性能

3.54J33彈性性能彈性模量E=139GPa。

四、4J33組織結(jié)構(gòu) 

4.14J33相變溫度4J34合金γ→α相變溫度在-80℃以下。4J33較4J34組織穩(wěn)定。

4.24J33時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

4.34J33合金組織結(jié)構(gòu)該合金的組織為單相奧氏體。按1.5規(guī)定的熱處理制度處理后,4J34再經(jīng)-78.5℃下冷凍,不應(yīng)出現(xiàn)馬氏體組織。

當(dāng)合金成分不當(dāng)時,在常溫或低溫下將發(fā)生不同程度的奧氏體(γ)向針狀馬氏體(α)轉(zhuǎn)變。相變時伴隨著體積膨脹效應(yīng)。合金的膨脹系數(shù)相應(yīng)增高,致使封接件的內(nèi)應(yīng)力劇增,甚至造成部分損壞。影響合金低溫組織穩(wěn)定性的主要因素是合金的化學(xué)成分。從Fe-Ni-Co三元相圖中可以看到,鎳是穩(wěn)定奧氏體(γ)相的主要元素,鎳含量偏高有利于γ相的穩(wěn)定。隨合金總變形率增加其組織愈趨向穩(wěn)定。合金的成分偏析也可能造成局部區(qū)域的γ→α相變。此外,晶粒粗大也會促進γ→α相變[2,5,6]。

4.44J33晶粒度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,深沖態(tài)帶材的晶粒度應(yīng)不小于7級,小于7級的晶粒不得超過面積的10%。對厚度小于0.13mm的帶材,估計平均晶粒度時,沿帶材厚度方向晶粒個數(shù)應(yīng)不少于8個。

冷應(yīng)變率為60%~70%的1mm厚4J33帶材,在表4-1所示溫度下退火,空冷后,按YB027-1992附錄A進行晶粒度評級,結(jié)果見表4-1。

4-1 

退火溫度/℃

600

650

700

750

800

900

1000

1100

1200

晶粒度級別

開始再結(jié)晶

>10

>10

10

10

8.0

6.5

5.0

4.0

五、4J33工藝性能與要求 

5.14J33成形性能該合金具有良好的冷、熱加工性能,可制成各種復(fù)雜形狀的零件。但應(yīng)避免在含的氣氛中加熱。在冷加工時,帶材的冷應(yīng)變率大于70%,退火后會引起塑性各向。應(yīng)變率在10%~15%內(nèi),合金在退火時會導(dǎo)致晶粒急劇長大,也將產(chǎn)生合金的塑性各向。當(dāng)終應(yīng)變率為60%~65%,晶粒度7~8.5級時,其塑性各向小。

5.24J33焊接性能該合金可采用釬焊、熔焊、電阻焊等方法與銅、鋼、鎳等金屬焊接。當(dāng)合金中鋯含量大于0.06%時,將影響板材的氬弧焊焊接質(zhì)量,甚至使焊縫開裂。

該合金的零件在與陶瓷封接前,應(yīng)進行退火、清洗、鍍鎳,然后與金屬化后再鍍鎳的陶瓷件用銀焊封接。

5.34J33零件熱處理工藝熱處理可分為:消除應(yīng)力退火、中間退火。

(1)消除應(yīng)力退火為消除零件在機械加工后的殘存應(yīng)力,要進行消除應(yīng)力退火:470~540℃,保溫1~2h,爐冷或空冷。

(2)中間退火為消除合金在冷軋、冷拔、冷沖壓過程引起的加工硬化現(xiàn)象,以利于繼續(xù)加工。工件需在干氫、分解氨或真空中加熱到750~900℃,保溫15min~1h,然后爐冷、空冷或水淬。

該合金不能用熱處理硬化。

5.44J33表面處理工藝表面處理可用噴砂、拋光、酸洗。該合金具有良好的電鍍性能,表面能鍍金、銀、鎳、鉻等金屬。

5.54J33切削加工與磨削性能該合金切削加工特性和奧氏體不銹鋼相似。加工時采用高速鋼或硬質(zhì)合金刀具,低速切削加工。切削時可使用冷卻劑。該合金磨削性能良好。


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