4J47合金板
4J47 镍基高温合金，主要合金元素有铬、钨、钼、钴、铝、钛、硼、锆等，其中铬起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素起强化作用，在650～1000℃高温下有较高的强度和抗氧化、抗燃气腐蚀能力，是高温合金中应用 广、高温强度的一类合金，用于制造航空发动机叶片和火箭发动机、核反应堆、能源转换设备上的高温零部件，镍基耐蚀合金，主要合金元素是铜、铬、钼，具有良好的综合性能，可耐各种酸腐蚀和应力腐蚀， 早应用的是镍铜合金，又称蒙乃尔合金；此外还有镍铬合金、镍钼合金、镍铬钼合金等，用于制造各种耐腐蚀零部件。高温合金在能源领域中有着广泛的应用，煤电用高参数超超临界发电锅炉中，过热器和再过热器必须使用抗蠕变性能良好，在蒸汽侧抗氧化性能和在烟气侧抗腐蚀性能优异的高温合金管材；在气电用燃气轮机中，涡轮叶片和导向叶片需要使用抗高温腐蚀性能优良和长期组织稳定的抗热腐蚀高温合金；在核电领域中，蒸汽发生器传热管必须选用抗溶液腐蚀性能良好的高温合金；在煤的气化和节能减排领域，广泛采用抗高温热腐蚀和抗高温磨蚀性能优异的高温合金；在石油和天然气开采，特别是深井开采中，钻具处于4-150 ℃的酸性环境中，加之CO2，H2S和泥沙等的存在，必须采用耐蚀耐磨高温合金。
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一、4J47概述
4J47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，能获得度的封接面。是电真空工业中的重要封接结构材料。
1.14J47材料牌号4J47。
1.24J47相近牌号见表1-1。
表1-1[1,4]
美国 日本 法国 德国
47HX - - 461 -
1.34J47材料的技术标准YB/T5235-1993《铁镍铬、铁镍封接合金技术条件》。
1.44J47化学成分见表1-2。
表1-2%
C P S Mn Si B Al Ni Cr Fe
≤
0.05 0.020 0.020 0.40 0.30 - 0.20 46.8～47.8 0.80～1.40 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。对于制造焊管的4J47合金铝的质量分数应不大于0.10%。
1.54J47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。
1.64J47品种规格与供应状态品种有丝、管、板、带和棒。
1.74J47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。
1.84J47应用概况与特殊要求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、4J47物理及化学性能
2.14J47热性能
2.1.14J47溶化温度范围该合金的溶化温度约为1430℃[5]。
2.1.24J47热导率见表2-1。
表2-1[1]
λ/(W/(m·℃)) ρ/(g/cm3) ρ/(μΩ·m)
20.1 8.19 0.55
2.1.34J47比热容该合金的比热容约为504J/(kg℃)。
2.1.44J47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。4J47合金的膨胀曲线见图2-1。
表2-2表2-3[1]
/10-6℃-1
20～300℃ 20～400℃ 20～100℃ 20～200℃ 20～300℃ 20～400℃ 20～500℃ 20～550℃ 20～600℃
- 8.1～8.7 8.1 8.6 8.3 8.3 9.1 9.7 10.0
2.24J47密度见表2-1。表2-4[1,2]
αR/10-3℃-1
20～50℃ 20～100℃ 20～200℃ 20～300℃ 20～400℃ 20～500℃
2.8 2.9 2.9 2.8 2.6 2.3
2.34J47电性能
2.3.14J47电阻率见表2-1。
2.3.24J47电阻温度系数见表2-4。
2.44J47磁性能
2.4.14J47居里点Tc=400℃[1,6]。
2.4.24J47合金的磁性能见表2-5[1,2]。
在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.97T，矫顽力Hc=29.6A/m[1,2]。
2.54J47化学性能合金在大气、淡水和海水中具有较好的耐腐蚀性；有良好的抗酸腐蚀性能。
表2-5[1,2]
H/(A/m) B/T H/(A/m) B/T
8
16
24
40
80 2.0×10-2
8.4×10-2
0.28
0.70
0.96 160
400
800
2000
4000 1.12
1.26
1.35
1.46
1.50
三、4J47力学性能
3.14J47技术标准规定的性能
3.1.14J47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。
3.1.24J47抗拉强度合金带材的抗拉强度应符合表3-1的规定。
表3-1
状态代号 状态 σb/MPa
R 软态 <590
I 硬态 >820
3.24J47室温及各种温度下的力学性能
3.2.14J47硬度合金带材（退火状态）的硬度见表3-2[1,2]。
3.2.24J47拉伸性能合金（退火状态）在室温的拉伸性能见表3-2。
表3-2[1,2]
σb/MPa σP0.2/MPa δ/% HV
549 186 33 -
3.34J47持久和蠕能
3.44J47性能
3.54J47性性能
3.5.14J47性模量E=142GPa。
四、4J47组织结构
4.14J47相变温度
4.24J47时间-温度-组织转变曲线
4.34J47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。
4.44J47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。
五、4J47工艺性能与要求
5.14J47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。4J47、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]。
5.24J47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。
5.34J47零件热处理工艺热处理可分为：应力退火、中间退火、预氧化处理。
(1)应力退火为零件在机械加工后的残存应力，要进行应力退火：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。
5.44J47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＋或酐＋中酸洗。
5.54J47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。该合金磨削性能良好。
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4J47 国内发展自1956年炉高温合金GH3030试炼成功，迄今为止，我国高温合金的研究、生产和应用已历经60年的发展历程，60年的高温合金发展可以分为三个阶段，个阶段：从1956年至20世纪70年代初是我国高温合金的创业和起始阶段，本阶段主要是fang制前shu联高温合金为主体的合金系列，如：GH4033，GH4049，GH2036，GH3030，K401和K403等，第二个阶段：从20世纪70年代中至90年代中期，是我国高温合金的阶段，主阶段主要试制型号的发动机，高温合金生产工艺jishu和产品控制，第三阶段：从20世纪90年代中至今，是我国高温合金的全新发展阶段，本阶段主要是应用和了一批新工艺，研制和生产了一系列高性能、次的新合金。
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板材==要求厚度20mm==实际尺寸19.99/19.97mm==负公差0.01~0.03mm==合格板材==要求厚度30mm==实际尺寸30.01/30.03mm==正公差0.01~0.03mm==合格棒材==要求直径60mm==实际尺寸59.99/59.97mm==负公差0.01~0.03mm==合格棒材==要求直径70mm==实际尺寸70.01/70.03mm==正公差0.01~0.03mm==合格管材==要求直径20mm==实际尺寸19.99/19.97mm==负公差0.01~0.03mm==合格管材==要求直径30mm==实际尺寸30.01/30.03mm==正公差0.01~0.03mm==合格
