精密合金
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4J33精密合金

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产品详细介绍

4J33
材料牌号:4J33精密合金
俄罗斯牌号:33HК/Ni33Co17
日本牌号:KV-4/Ni33Co17

一、4J33精密合金概述:
4J33是结合我国的陶瓷特点研制的陶瓷封接合金。合金在-60℃~600℃温度范围内具有与95%Al2O3陶瓷相近的线膨胀系数。主要用于和陶瓷进行匹配封接,是电真空工业中重要的封接结构材料。
1、4J33材料牌号:4J33。
2、4J33相近牌号:见表1-1。
表1-1[1~3]

俄罗斯 美国 日本 德国
33HК(Ni33Co17) - KV-4(Ni33Co17) -

3、4J33材料的技术标准:
4、4J33化学成分:
见表1-2。
表1-2                                                                  %

C≤ Si≤ Mn≤ P≤ S≤ Cr≥ Ni≥ Mo≥ Cu≤
0.05 0.20 0.20-0.60 0.020 0.020 - 32.0-33.6 - -
其他 Al≤ Ti≤ Fe≤ Co≤ V≤ W≤ Nb≤ N≤
- - 余量 14.0-15.2 - - - -

在平均线膨胀系数达到标准规定条件下,允许镍、钴含量偏离表1-2规定范围。
5、4J33热处理制度:标准规定的膨胀系数及低温组织稳定性的性能检验试样,在保护气氛或真空中加热到900℃±20℃,保温1h,以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。
6、4J33品种规格与供应状态:品种有丝、管、板、带和棒材。
7、4J33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。
8、4J33应用概况与特殊要求:该合金经航空工厂长期使用,性能稳定。主要用于电真空元件与Al2O3陶瓷封接。制造大型电子管和磁控管的电极、引出盘和引出线。在使用中应使选用的陶瓷与合金的膨胀系数相匹配。当选用合金时,应根据使用温度严格检验低温组织稳定性。在加工过程中应进行适当的热处理,以保证材料具有良好的深冲引伸性能。当使用锻材时应严格检验其气密性。

二、4J33物理及化学性能:   
1、4J33热性能:    
                                   
(1)、4J33熔化温度范围:该合金溶化温度约为1450℃[1,2]
(2)、4J33热导率:4J33合金热导率λ=17.6W/(m•℃)[1,2]
(3)、4J33线膨胀系数:标准规定的合金平均线膨胀系数见表2-1。
该合金的平均线膨胀系数见表2-2。4J33合金的膨胀曲线见图2-1。
2-1                                                                                                                           2-2[1]

/10-6-1   /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、4J33密度:ρ=8.27g/cm3[1,4]。                                
3、4J33电性能:
(1)、4J33电阻率:ρ=0.46μΩ·m[1,4]
(2)、4J33电阻温度系数:见表2-4。
2-4[1,2]

温度范围/℃ 20~100 20~200 20~300 20~400 20~500
αR/10-3-1 4.2 4.1 3.9 3.6 3.2

4、4J33磁性能:
(1)、4J33居里点:Tc=440℃[1,2]

(2)、4J33合金的磁性能: 见表2-6。
2-6[1,2]

H/(A/m) 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,剩余磁感应强度Br=1.06T,矫顽力Hc=63.2A/m[1,2]
5、4J33化学性能:该合金在大气、淡水和海水中具有较好的耐腐蚀性。

三、4J33力学性能:
1、4J33技术标准规定的性能:

(1)、4J33硬度:深冲态带材的硬度应符合表3-1的规定。厚度不大于0.2mm的带材不做硬度检验。
3-1

状态 δ/mm HV
深冲态 >2.5 ≤170
≤2.5 ≤165

(1)、4J33抗拉强度:丝材和带材的抗拉强度应符合表3-2的规定。
3-2

状态代号 状态 σb/MPa
丝材 带材
R 软态 <585 <570
Y 硬态 >860 >700

2、4J33室温及各种温度下的力学性能:
(1)、4J33硬度:合金带材(退火态)硬度见表3-3。
(1)、4J33拉伸性能:合金(退火态)在室温的拉伸性能见表3-3。
3-3[1,2,4]

σb/MPa σP0.2/MPa δ/% HV
539 343 32 158

3、4J33持久和蠕变性能:
4、4J33疲劳性能:
5、4J33弹性性能:
弹性模量E=139GPa。

四、4J33组织结构:
1、4J33相变温度: 
4J34合金 γ→α相变温度在-80℃以下。4J33较4J34组织稳定。           
2、4J33时间-温度-组织转变曲线
3、4J33合金组织结构:
该合金的组织为单相奥氏体。
当合金成分不当时,在常温或低温下将发生不同程度的奥氏体(γ)向针状马氏体(α)转变。相变时伴随着体积膨胀效应。合金的膨胀系数相应增高,致使封接件的内应力剧增,甚至造成部分损坏。影响合金低温组织稳定性的主要因素是合金的化学成分。从Fe-Ni-Co三元相图中可以看到,镍是稳定奥氏体(γ)相的主要元素,镍含量偏高有利于γ相的稳定。随合金总变形率增加其组织愈趋向稳定。合金的成分偏析也可能造成局部区域的γ→α相变。此外,晶粒粗大也会促进γ→α相变[2,5,6]
4、4J33晶粒度:标准规定,深冲态带材的晶粒度应不小于7级,小于7级的晶粒不得超过面积的10%。对厚度小于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。
冷应变率为60%~70%的1mm厚4J33带材,在表4-1所示温度下退火,空冷后,按YB 027-1992附录A进行晶粒度评级,结果见表4-1。
4-1

退火温度/℃ 600 650 700 750 800 900 1000 1100 1200
晶粒度级别 开始再结晶 >10 >10 10 10 8.0 6.5 5.0 4.0

五、4J33工艺性能与要求:
1、4J33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。但应避免在含硫的气氛中加热。在冷加工时,带材的冷应变率大于70%,退火后会引起塑性各向异性。应变率在10%~15%内,合金在退火时会导致晶粒急剧长大,也将产生合金的塑性各向异性。当最终应变率为60%~65%,晶粒度7~8.5级时,其塑性各向异性最小。
2、4J33焊接性能:该合金可采用钎焊、熔焊、电阻焊等方法与铜、钢、镍等金属焊接。当合金中锆含量大于0.06%时,将影响板材的氩弧焊焊接质量,甚至使焊缝开裂。
该合金的零件在与陶瓷封接前,应进行退火、清洗、镀镍,然后与金属化后再镀镍的陶瓷件用银焊封接。
3、4J33零件热处理工艺:热处理可分为:消除应力退火、中间退火。
(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:470~540℃,保温1~2h,炉冷或空冷。
(2)、中间退火:为消除合金在冷轧、冷拔、冷冲压过程引起的加工硬化现象,以利于继续加工。工件需在干氢、分解氨或真空中加热到750~900℃,保温15min~1h,然后炉冷、空冷或水淬。
该合金不能用热处理硬化。
4、4J33表面处理工艺:表面处理可用喷砂、抛光、酸洗。该合金具有良好的电镀性能,表面能镀金、银、镍、铬等金属。
5、4J33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刀具,低速切削加工。切削时可使用冷却剂。该合金磨削性能良好。

六、4J33品种规格与供应状态:
1、品种分类:
无缝管、钢板、圆钢、锻件、法兰、圆环、焊管、钢带、丝材及配套焊材。
2、交货状态:无缝管:固溶+酸白,长度可定尺;板材:固溶、酸洗、切边;焊管:固溶酸白+RT%探伤,锻件:退火+车光;棒材以锻轧状态、表面磨光或车光;带材经冷轧、固溶软态、去氧化皮交货;丝材以固溶酸洗盘状或直条状、固溶直条细磨光状态交货。

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