4J42 鐵鎳定膨脹玻封合金
   
目  錄

概述---------------------------------------------------------------3 
----------1.1、材料牌號(hào) 
----------1.2、相近牌號(hào) 
----------1.3、材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 
----------1.4、化學(xué)成分 
----------1.5、熱處理制度 
----------1.6、品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 
----------1.7、熔煉與鑄造工藝 
----------1.8、應(yīng)用概況與特殊要求 
特理及化學(xué)性能------------------------------------------------3 
----------2.1、熱性能 
----------2.2、密度 
----------2.3、電性能 
----------2.4、磁性能 
----------2.5、化學(xué)性能 
力學(xué)性能---------------------------------------------------------4 
----------3.1、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能 
----------3.2、室溫下及各種溫度下的力學(xué)性能 
----------3.3、持久和蠕變性能 
----------3.4、疲勞性能 
----------3.5、彈性性能 
組織機(jī)構(gòu)---------------------------------------------------------4 
----------4.1、相應(yīng)溫度 
----------4.2、合金組織機(jī)構(gòu) 
----------4.3、時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線 
工藝性能與要求------------------------------------------------4 
----------5.1、成形性能 
----------5.2、焊接性能 
----------5.3、零件熱處理工藝 
----------5.4、表面處理工藝 
----------5.5、切削加工與磨削性能

4J42概述 
    鐵鎳定膨脹合金是通過(guò)調(diào)整鎳含量而獲得在給定溫度范圍內(nèi)能與膨脹系數(shù)不同的軟玻璃和陶瓷匹配的一系列定膨脹合金，其膨脹系數(shù)和居里點(diǎn)隨鎳含量增加而增加。該合金是電真空工業(yè)中廣泛使用的封接結(jié)構(gòu)材料。 
     1.1 4J42材料牌號(hào) 4J42。 
1.2 4J42相近牌號(hào) 見(jiàn)表1-1。 
表1-1[1～3]

俄羅斯

美國(guó)

英國(guó)

日本

法國(guó)

德國(guó)

42H

Glass Sealing42 
Uniseal42

Nilo42 
Invar

D 
NSD

N42

Vacodil 42 
Nilo42

1.3 4J42材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) YB/T 5235-1993《鐵鎳鉻、鐵鎳封接合金技術(shù)條件》。 
1.4 4J42化學(xué)成分 見(jiàn)表1-2。 
                                 表1-2[4]                                    %

C

Mn

Si

P

S

Al

Co

Ni

Fe

≤

0.05

0.80

0.30

0.020

0.10

-

41.5～42.5

余量

在平均線膨脹系數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下，允許鎳含量偏離表1-2規(guī)定的范圍。 
     1.54J42熱處理制度 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的膨脹系數(shù)性能檢驗(yàn)試樣其熱處理制度：在氫氣氣氛中將試樣加熱到900℃±20℃，保溫1h，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出爐[4]。 
1.6 4J42品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 品種有棒材、管材、板材、帶材和絲材。 
     1.74J42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。 
1.8 4J42應(yīng)用概況與特殊要求 4J42屬玻封合金典型牌號(hào)，經(jīng)航空工廠長(zhǎng)期使用，性能穩(wěn)定。 
4J42合金主要用于和軟玻璃、陶瓷等封接，制作電子管、晶體管和集成電路的引線、框架和密封插頭。 
在應(yīng)用中應(yīng)使選用的封接材料與合金的膨脹系數(shù)相配。熱處理時(shí)應(yīng)控制其晶粒度，以保證材料具有良好的深沖引伸性能。當(dāng)使用鍛、軋材時(shí)應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)材料的氣密性。 
二、4J42物理及化學(xué)性能     
     2.14J42熱性能                                         
2.1.1 4J42溶化溫度范圍 該合金溶化溫度約為1430℃[1,2]。 
2.1.2 4J42熱導(dǎo)率 λ=14.6W/(m·℃)[1,2]。 
2.1.3 4J42比熱容 該合金的比熱容為502J/(kg?℃)。 
2.1.4 4J42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(jiàn)表2-1。合金的平均線膨脹系數(shù)見(jiàn)表2-2。合金的膨脹曲線見(jiàn)圖2-1。 
表2-1

/10-6℃-1

20～300℃

20～400℃

20～450℃

4.0～5.0

-

6.5～7.5

    2.2 4J42密度 ρ=8.12g/cm3[1,2]。 
2.3 4J42電性能 電阻率ρ=0.61μΩ·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℃

5.6

4.9

4.8

4.95

5.9

6.9

7.8

9.2

    2.4 4J42磁性能

2.4.1 4J42居里點(diǎn) Tc=360℃[1,2]。 
2.4.2 4J42合金的磁性能 4J42合金的磁性能 
見(jiàn)表2-7。 
在4000A/m下，剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br=0.99T，矯 
頑力Hc=28.8A/m[2]。 
2.5 4J42化學(xué)性能 合金在大氣、淡水和海水 
中有較好的耐腐蝕性。 
             表2-7[1,2]

H/(A/m)

8

16

24

40

80

B/T

0.027

0.082

0.27

0.76

1.02

H/(A/m)

160

400

800

2000

4000

1.16

1.31

1.42

1.53

1.58

4J42力學(xué)性能 
3.1 4J42技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能 
3.1.1 4J42硬度 深沖態(tài)帶材應(yīng)符合表3-1的規(guī)定。厚度不大于0.2mm的帶材不作硬度檢驗(yàn)。 
3.1.2 4J42抗拉強(qiáng)度 合金帶材的抗拉強(qiáng)度應(yīng)符合表3-2的規(guī)定。 
3.2 4J42室溫及各種溫度下的力學(xué)性能 
     3.2.1 4J42硬度該組合金（退火態(tài)）硬度HV均約為135[1,2]。 
                表3-1[4]                                                         表3-2[4]

δ/mm

HV

狀態(tài)代號(hào)

狀態(tài)

σb/MPa

<2.5

≤170

R

軟態(tài)

<590

≤2.5

≤165

I

硬態(tài)

>820

3.2.2 4J42拉伸性能 該組合金（退火態(tài)）室溫拉伸性能見(jiàn)表3-3。 
表3-3[1,2,4]

σb/MPa

σP0.2/MPa

δ/%

φ/%

490

234

35

65

    3.3 4J42持久和蠕變性能 
     3.4 4J42疲勞性能  
3.5 4J42彈性性能  
3.5.1 4J42彈性模量 該組合金的彈性模量E=147GPa[1,2]。 
四、4J42組織結(jié)構(gòu) 
4.1 4J42相變溫度           
4.2 4J42時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線  
4.3 4J42合金組織結(jié)構(gòu) 該組合金均為穩(wěn)定的奧氏體組織。 
4.4 4J42晶粒度合金深沖帶的晶粒度應(yīng)不小于7級(jí)，小于7級(jí)的晶粒度不得超過(guò)面積的10%。厚度小于0.13mm的帶材估計(jì)平均晶粒度時(shí)，沿帶材厚度方向的晶粒個(gè)數(shù)應(yīng)不少于8個(gè)。 
五、4J42工藝性能與要求 
     5.14J42成形性能 該合金很容易進(jìn)行冷、熱加工。熱加工溫度不宜過(guò)高，加熱時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)避免在含硫的氣氛中加熱。當(dāng)帶材冷應(yīng)變率大于75%時(shí)，退火后會(huì)引起塑性各向異性。冷應(yīng)變率在10%～15%，加熱到950～1050℃時(shí)（在釬焊過(guò)程中不可避免）晶粒顯著長(zhǎng)大，致使合金塑性降低，對(duì)于薄的截面還可能喪失金屬的真空氣密性。因此成品的Zui終應(yīng)變率應(yīng)控制在60%左右[2,5]。 
5.2 4J42焊接性能 該合金具有良好的焊接性能，可釬焊和點(diǎn)焊。該合金與軟玻璃等材料

封接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)氧化處理。 
     5.3 4J42零件熱處理工藝熱處理可分為：消除應(yīng)力退火、中間退火及預(yù)氧化處理。 
     (1)消除應(yīng)力退火為消除零件在機(jī)械加工后的殘存應(yīng)力要進(jìn)行消除應(yīng)力退火：430～540 ℃，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(guò)程中引起的加工硬化現(xiàn)象，以利于繼續(xù)加工。工件需在真空或保護(hù)氣氛中，加熱到700～800℃，保溫30～60min，然后爐冷、空冷或水淬。 
(3)預(yù)氧化處理 該組合金作封接材料使用時(shí)，在封接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)氧化處理。使合金表面生 
成一層厚度均勻、致密的氧化膜。零件在1100℃下，在飽和濕氫中，加熱30min，然后在大約800℃的空氣中氧化5～10min。零件的增重在0.1～0.3mg/cm2為適宜[6]。 
     該合金不能用熱處理硬化。 
5.4 4J42表面處理工藝在熱處理、焊接或玻封之前，必須清除金屬表面污物、油脂。氧化層嚴(yán)重時(shí)可采用噴砂或先在熔融堿液中浸泡，然后再酸洗。輕微氧化皮可用25%鹽酸溶液在70℃下酸洗。 
5.5 4J42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(shí)采用高速鋼或硬質(zhì)合金刀具，低速切削加工，切削時(shí)可使用冷卻劑。磨削性能良好。

專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)4J42合金帶材，4j36，4j29，1j85，1j79,4j50，1j50等帶材

上海殷鋼合金材料有限公司是一家高新技術(shù)結(jié)合的一家生產(chǎn)型公司，公司引進(jìn)成熟技術(shù)，工藝，設(shè)備，生產(chǎn)制造高溫合金、精密合金、耐蝕合金、特殊鋼，不銹鋼等系列產(chǎn)品。本公司有1T，3T真空熔煉爐，德國(guó)光譜儀，機(jī)械抗拉儀，金相檢測(cè)儀，探傷儀，碳硫分析儀，硬度計(jì)，超聲波探傷儀等一系列進(jìn)口設(shè)備，本公司生產(chǎn)光亮棒，熱軋棒，鍛棒，管坯，板坯的企業(yè)，材料從冶煉到成型出貨都有一整套的檢測(cè)設(shè)備跟蹤，確保本公司出的每一批貨都能符合客戶(hù)需求。 主要產(chǎn)品：精密合金（可伐Kovar因瓦Invar）：1J30,1J31，1J32,1J36，1J38，1J50，1J79,1J85,4J29，4J32,4J36，4J42,3J50等；耐蝕合金：哈C-276，C22，哈B-B2，Monel400/K500,Incoloy800H,600,601,625,718,825,925,20Cb3(20號(hào)合金）等；高溫合金GH132，GH145，GH30，GH169等；雙相金鋼：2507（F53），2205（F51），2506，2520，SUS329J1；特殊鋼：17-4PH（SUS630），17-7PH（SUS631），904L等棒，板，管，法蘭，鍛件，可根據(jù)客戶(hù)要求訂制。