4J54铸造高温合金
4J54 以镍为基加入其他合金元素组成的重有色金属材料，为了进一步提高镍的物理性能和化学性能，满足科学技术和工业发展的要求，需在镍中添加适量的合金元素，属于重有色金属材料的镍合金主要有电真空用镍合金、热电偶用镍合金、蒙乃尔合金、镍铍合金和合成金刚石用镍基触媒合金等，镍合金的铸锭或铸件主要采用真空熔铸法生产，铸锭首先经热轧、挤压或锻造开坯、经中间热处理后再进行轧制或拉伸， 加工成所需的成品，有些镍基高温合金直接使用铸件或采用粉末冶金方法制成所需的零件使用，镍合金主要用于电子、化工、机械、医疗、能源开发和航海、航空及航天等部门。
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4J54概述
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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。该合金是电真空工业中广泛使用的封
接结构材料。
4J54材料牌号 4J54。
4J54相近牌号
俄罗斯 美国 英国 日本 法国 德国
- - - - N54 Vacodil 540
FeNi54
4J54材料的技术标准
YB/T 5235-1993《铁镍铬、铁镍封接合金技术条件》。
4J54热处理制度
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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]。
4J54品种规格与供应状态
品种有棒材、管材、板材、带材和丝材。
4J54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。
4J54应用概况与特殊要求
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4J54合金主要用于和云母、软玻璃封接。
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。
4J54溶化温度范围 该合金溶化温度约为1430℃[1,2]。
4J54热导率 λ=18.8W/(m·℃)[1,2]。
4J54比热容 该合金的比热容为502J/(kg·℃)。
4J54密度 ρ=8.28g/cm3[1,2]。
4J54电性能 电阻率ρ=0.42μΩ·m[1,2]。
4J54居里点 Tc=530℃[1,2]。
4J54化学性能 合金在大气、淡水和海水中有较好的耐腐蚀性。
4J54硬度 该合金（退火态）硬度HV约为135[1,2]。
4J54弹性模量 该合金的弹性模量E=157GPa[1,2]。
4J54合金组织结构
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该合金为稳定的奥氏体组织。
4J54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。
4J54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]。
4J54焊接性能
该合金具有良好的焊接性能，可钎焊和点焊。该合金与软玻璃等材料封接前应进行预氧化处理。
4J54零件热处理工艺
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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。
4J54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。
4J54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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4J54 如尿素生产而特别研制的奥氏体不锈钢，724L和725LN在高温an基溶液中都有很强的耐腐蚀性，这种环境是在尿素生产中当an基铵作为an和二yang化碳的反应的媒介时而产生的，两种钢号都对在尿素设备高压部位的高温an基环境中产生的局部腐蚀有很强的抵抗力，专门用于尿素工业，尿素级，与316L的主要区别在于化学成分，调整成分的目的在于充分钢中铁素体含量，尽可能得到全奥氏体组织，以提高钢的耐晶间腐蚀和选择性腐蚀能力，尿素级不锈钢都需要进行休氏试验和选择性腐蚀试验，试验条件非常苛刻，一般的不锈钢难以通过，成分大致如下:316mod:Cmax0.03，Cr17.0-18.5，Ni13.0-15.0，Mo2.20-3.0,Simax1.0,Mnmax2.0,Pmax0.045，*1219*Coi美国2.5mm*1219*Coil美国3.0mm日本3.0mm*1219*Coil日本4.0mm德国5.0mm德国6.0mm德国合金800H板3.0mm*1219*Coil美国合金，焊丝254SMO(S31254)焊丝(ERNiCrMo-3)904L(N08904)焊丝(ER385)哈氏合金(N10276)焊丝(ERNiCrMo双相钢(S31803/S32205)焊丝(ER2209)蒙乃尔Monel400(N02200)焊丝(ERNiCu-7)蒙乃尔MonelK-，0.6，0.7，0.8，1.0，1.2，1.5，2.0，3.0，4.0，5.0，6.0，8.及20mm以上。
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【日本钢厂】新日本钢铁（新日铁NSSC）川崎制铁（川铁Kawasaki Heavy Intries）住友金属工业（住金Sumitomo Metal Intries）日本钢管株式会社(NKK) 神户制钢所（神钢KOBELCO）日新制钢株式会社（日新制钢NISSHIN STEEL）日本冶金（YAKIN）日本大同（DAIDO）日本日立（HITACHI）【美国钢厂】美国钢铁公司（United States Steel Corpration）卡内基钢铁阿塞洛米塔尔钢铁集团（Arcelor Mittal）美国冶联(Allegheny Technologies)ATI 美国SMC公司美国哈氏合金(HAYNES) 美国Crucible熔炉斯伯美国芬可乐（FINKL）美国肯纳KENNAMETA 【德国钢厂】德国蒂森克虏伯钢铁公司（ThyssenKrupp Steel AG）德国布德鲁斯(Bude) 德国撒斯特(Saarstahl) 德国葛利兹德国舒马赫德国蒂森克虏伯VDM 【其他钢厂】瑞典山特维克（Sandvik）瑞典阿维斯塔（AVESTA）瑞典一胜百ASSAB 奥托坤普（OUTOKUMPU）奥地利百禄
