描述:4J33應用概況與特殊要求 該合金經航空工廠長期使用,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極、引出盤和引出線。在使用中應使選用的陶瓷與合金的膨脹系數(shù)相匹配。當選用合金時,應根據(jù)使用溫度嚴格檢驗低溫組織穩(wěn)定性。在加工過程中應進行適當?shù)臒崽幚恚员WC材料具有良好的深沖引伸性能。當使用鍛材時應嚴格檢驗其氣密性。
4J33
目 錄
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4J33概述
| 美國 | 日本 | 德國 |
33HК(Ni33Co17) | - | KV-4(Ni33Co17) | - |
1.3 4J33材料的技術標準 YB/T 5234-1993《瓷封合金4J33、4J34技術條件》。
1.4 4J33化學成分 見表1-2。 表1-2 %
| 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)達到標準規(guī)定條件下,允許鎳、鈷含量偏離表1-2規(guī)定范圍。
1.5 4J33熱處理制度 標準規(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。
1.6 4J33品種規(guī)格與供應狀態(tài) 品種有絲、管、板、帶和棒材。
1.7 4J33熔煉與鑄造工藝 用非真空感應爐、真空感應爐或電弧爐熔煉。
1.8 4J33應用概況與特殊要求 該合金經航空工廠長期使用,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極、引出盤和引出線。在使用中應使選用的陶瓷與合金的膨脹系數(shù)相匹配。當選用合金時,應根據(jù)使用溫度嚴格檢驗低溫組織穩(wěn)定性。在加工過程中應進行適當?shù)臒崽幚恚员WC材料具有良好的深沖引伸性能。當使用鍛材時應嚴格檢驗其氣密性。
二、4J33物理及化學性能
2.1 4J33熱性能
2.1.1 4J33熔化溫度范圍 該合金溶化溫度約為1450℃[1,2]。
2.1.2 4J33熱導率 4J33合金熱導率λ=17.6W/(m•℃)[1,2]。
2.1.3 4J33線膨脹系數(shù) 標準規(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。
表2-1 表2-2[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 |
2.2 4J33密度 見表2-3。 表2-3[1,4]
| ρ/(μΩ·m) |
8.27 | 0.46 |
2.3 4J33電性能
2.3.1 4J33電阻率 見表2-3。
2.3.2 4J33電阻溫度系數(shù) 見表2-4。
表2-4[1,2]
| 20~100 | 20~200 | 20~300 | 20~400 | 20~500 |
αR/10-3℃-1 | 4.2 | 4.1 | 3.9 | 3.6 | 3.2 |
2.4 4J33磁性能
2.4.1 4J33居里點 Tc=440℃[1,2]。
2.4.2 4J33合金的磁性能 見表2-6。
表2-6[1,2]
| 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 |
在4000A/m下,剩余磁感應強度Br=1.06T,矯頑力Hc=63.2A/m[1,2]。
2.5 4J33化學性能 該合金在大氣、淡水和海水中具有較好的耐腐蝕性。
4J33力學性能
3.1 4J33技術標準規(guī)定的性能
3.1.1 4J33硬度 深沖態(tài)帶材的硬度應符合表3-1的規(guī)定。厚度不大于0.2mm的帶材不做硬度檢驗。
表3-1
| δ/mm | HV |
深沖態(tài) | >2.5 | ≤170 |
≤2.5 | ≤165 |
3.1.2 4J33抗拉強度 絲材和帶材的抗拉強度應符合表3-2的規(guī)定。
表3-2
| 狀態(tài) | σb/MPa | |
絲材 | 帶材 | ||
R | 軟態(tài) | <585 | <570 |
Y | 硬態(tài) | >860 | >700 |
3.2 4J33室溫及各種溫度下的力學性能
3.2.1 4J33硬度 合金帶材(退火態(tài))硬度見表3-3。
3.2.2 4J33拉伸性能 合金(退火態(tài))在室溫的拉伸性能見表3-3。
表3-3[1,2,4]
| σP0.2/MPa | δ/% | HV |
539 | 343 | 32 | 158 |
3.3 4J33持久和蠕變性能
3.4 4J33疲勞性能
3.5 4J33彈性性能 彈性模量E=139GPa。
四、4J33組織結構
4.1 4J33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。
4.2 4J33時間-溫度-組織轉變曲線
4.3 4J33合金組織結構 該合金的組織為單相奧氏體。
當合金成分不當時,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)轉變。相變時伴隨著體積膨脹效應。合金的膨脹系數(shù)相應增高,致使封接件的內應力劇增,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]。
4.4 4J33晶粒度 標準規(guī)定,深沖態(tài)帶材的晶粒度應不小于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)應不少于8個。
冷應變率為60%~70%的1mm厚4J33帶材,在表4-1所示溫度下退火,空冷后,按YB 027-1992附錄A進行晶粒度評級,結果見表4-1。
表4-1
| 600 | 650 | 700 | 750 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 |
晶粒度級別 | 開始再結晶 | >10 | >10 | 10 | 10 | 8.0 | 6.5 | 5.0 | 4.0 |
五、4J33工藝性能與要求
5.1 4J33成形性能 該合金具有良好的冷、熱加工性能,可制成各種復雜形狀的零件。但應避免在含硫的氣氛中加熱。在冷加工時,帶材的冷應變率大于70%,退火后會引起塑性各向異性。應變率在10%~15%內,合金在退火時會導致晶粒急劇長大,也將產生合金的塑性各向異性。當終應變率為60%~65%,晶粒度7~8.5級時,其塑性各向異性小。
5.2 4J33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。當合金中鋯含量大于0.06%時,將影響板材的氬弧焊焊接質量,甚至使焊縫開裂。
該合金的零件在與陶瓷封接前,應進行退火、清洗、鍍鎳,然后與金屬化后再鍍鎳的陶瓷件用銀焊封接。
5.3 4J33零件熱處理工藝 熱處理可分為:消除應力退火、中間退火。
(1)消除應力退火 為消除零件在機械加工后的殘存應力,要進行消除應力退火: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。
5.4 4J33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。
5.5 4J33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。