4J52对应德国材料

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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、持久和蠕变性能
----------3.4、疲劳性能
----------3.5、弹性性能
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]

俄罗斯 美国 英国 日本 法国 德国
52H
52H-BИ Glass Sealing52
Niloy52 - N52 N52 Vacodil 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]  %

C Mn Si P S Al Co Ni Fe
≤  
0.05 0.80 0.30 0.020 0.020 - - 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℃
9.8～11.0 9.8～11.0 -
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℃
10.3 10.4 10.2 10.3 10.3 10.3 10.3 10.8
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/mm HV  状态代号 状态 σb/MPa
<2.5 ≤170  R 软态 <590
≤2.5 ≤165  I 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/MPa σP0.2/MPa δ/% φ/%
550 276 35 65
3.3 4J52持久和蠕变性能
 3.4 4J52疲劳性能
3.5 4J52弹性性能
3.5.1 4J52弹性模量 该合金的弹性模量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：消除应力退火、中间退火及预氧化处理。
 (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：430～540 ℃，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，必须清除金属表面污物、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%盐酸溶液在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，低速切削加工，切削时可使用冷却剂。磨削性能良好。

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4J52时效硬化过程：时效硬化过程从固溶热处理开始，其中合金被加热到固相线和固溶线之间的中间温度，以形成均匀的固溶体，下一步是将合金快速冷却或淬火至室温附近，该步骤产生过饱和固溶体，因为在冷却合金后溶解度ji限降低，第三步是老化，其中合金保持在室温或加热到前面步骤之间的中间温度，以使额外溶解的溶质颗粒从溶液中沉淀出来并形成固体颗粒，需要时效以确保沉淀物在整个结构中精细分布，什么是点蚀？腐蚀是可能导致金属部件损坏的主要现象，在许多形式的腐蚀中，点蚀是烦的过程之一，点蚀是非常局部的腐蚀，通常发生在被铝和不锈钢等被动yang化膜覆盖的金属中，点蚀采用金属表面上的小孔的形式，这些孔可以具有不同的形状和深度，点蚀过程在高反应性阳离子存在下开始，例如存在于酸性或盐溶液中的lv离子或溴离子，当可用的yang气很少时，甚至可以发生这个过程。

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热处理名词解释：①退火：实质是将高速钢从奥氏体向珠光体转化。作用是降低高速钢表面硬度，提高塑性，以利于切削等冷变形加工；使钢的成分均匀，改善性能，为进一步热处理做准备；消除应力，以防止变形或开裂。②正火：通过消除网状碳化物来改善钢的切削性能；通过细化晶粒来消除内应力；某些特定情况下，如C&lt;0.4%的中低碳钢可代替退火或进行不太重要的加工。③淬火:实质是将过冷的奥氏体向马氏体或者珠光体转变。需配合不同的回火，达到所需的力学性能。④回火：配合淬火调整力学性能；保证工件的尺寸与形状不变；消除内应力，防止开裂和变形。⑤调质：实质是淬火与高温回火的组合，作为综合力学性能的 热处理；也是软氮化的预热处理。⑥渗碳：强化表面，提高钢的表面硬度和耐磨性。⑦氮化：适用于有腐蚀要求和更高的耐磨要求的模具，较优的高速钢表面硬度和耐磨性。