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4J29精密合金

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产品详细介绍

4J29
材料牌号:4J29精密合金

一、4J29精密合金概述:
4J29合金又称可伐(Kovar)合金。该合金在20~450℃具有与硅硼硬玻璃相近的线膨胀系数,居里点较高,并有良好的低温组织稳定性。合金的氧化膜致密,能很好地被玻璃浸润。且不与汞作用,适合在含汞放电的仪表中使用。是电真空器件主要密封结构材料。
1、4J29材料牌号: 4J29。
2、4J29相近牌号: 见表1-1。
表1-1[1~4]

俄罗斯 美国 英国 日本 法国 德国
29HК Kovar Nilo K KV-1 Dilver P0 Vacon 12
29HК-BИ Rodar
Techallony Glasseal 29-17
Telcaseal KV-2  KV-3 Dilver P1 Silvar 48

3、4J29材料的技术标准:
4、4J29化学成分:
 见表1-2。
表1-2                                                                  %

C≤ Si≤ Mn≤ P≤ S≤ Cr≥ Ni≥ Mo≥ Cu≤
0.03 0.30 0.50 0.020 0.020 - 28.5-29.5 - 0.20
其他 Al≤ Ti≤ Fe≤ Co≤ V≤ W≤ Nb≤ N≤
- - 余量 16.8-17.8 - - -  

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。铝、镁、锆和钛的含量各不大于0.10%,其总量应不大于0.20%。
5、4J29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,在氢气气氛中加热至900℃±20℃,保温1h,再加热至1100℃±20℃,保温15min,以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。
6、4J29品种规格与供应状态:品种有丝、带、板、管和棒材。
7、4J29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、4J29应用概况与特殊要求:该合金是国际通用的典型的Fe-Ni-Co硬玻璃封接合金。经航空工厂长期使用,性能稳定。主要用于电真空元器件如发射管、振荡管、引燃管、磁控管、晶体管、密封插头、继电器、集成电路的引出线、底盘、外壳、支架等的玻璃封接。在应用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配。根据使用温度严格检验其低温组织稳定性。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、4J29物理及化学性能:   
1、4J29热性能:  
                                      
(1)、4J29溶化温度范围:该合金溶化温度约为1450℃[1,2]
(2)、4J29热导率: 见表2-1。
2-1[1]

θ/℃ 100 200 300 400 500
λ/(W/(m·℃)) 20.6 21.5 22.7 23.7 25.4

(3)、4J29比热容: 在0℃时,比热容为440J/(kg•℃);在430℃时,比热容为649J/(kg•℃)。
(4)、4J29线膨胀系数: 标准规定α1(20~400℃)=(4.6~5.2)×10-6-1;α1(20~450℃)=(5.1~5.5)×10-6-1(当用于晶体管时上限为5.6×10-6-1)。合金的平均线膨胀系数见表2-2。合金的膨胀曲线见图2-1。
2、4J29密度:
3、4J29电性能:

(1)、4J29电阻率:ρ=0.48μΩ·m[1,5]
2-2[1]

θ/℃ /10-6-1 θ/℃ /10-6-1
20~60 7.8 20~500 6.2
20~100 6.4 20~550 7.1
20~200 5.9 20~600 7.8
20~300 5.3 20~700 9.2
20~400 5.1 20~800 10.2
20~450 5.3 20~900 11.4

 
(2)、4J29电阻温度系数:见表2-3。
2-3[1]

温度范围/℃ 20~50 20~85 20~100 20~200 20~300 20~400
αR/10-3-1 3.7 3.7 3.9 3.9 3.7 3.3

4、4J29磁性能:
(1)、4J29居里点: Tc=430℃[1,5]
(2)、4J29合金的磁性能:见表2-4[1]
在4000A/m下,剩余磁感应强度Br=0.98T,矫顽力Hc=68.8A/m[1,2]
5、4J29化学性能:合金在大气、淡水和海水中有较好的耐腐蚀性。
2-4[1,2]

H/(A/m) B/T H/(A/m) B/T H/(A/m) B/T
8 0.9×10-2 80 0.35 2000 1.47
16 2.1×10-2 160 0.81 4000 1.61
24 3.6×10-2 400 1.17    
40 8.3×10-2 800 1.34    

三、4J29力学性能:
1、4J29技术标准规定的性能:

(1)、4J29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时不作硬度检验。
(1)、4J29抗拉强度: 丝材和带材的抗拉强度应符合表3-2的规定。
3-1

状态 δ/mm 硬度HV
深冲态 >2.5 ≤170
≤2.5 ≤165

3-2

状态代号 状态 σb/MPa
丝材 带材
R 软态 <585 <570
1/4I 1/4硬态 585~725 520~630
1/2I 1/2硬态 655~795 590~700
3/4I 3/4硬态 725~860 600~770
I 硬态 >850 >700

2、4J29室温及各种温度下的力学性能:
(1)、4J29硬度: 冷应变率为50%的带材,在不同退火温度下的硬度见图3-1。
(2)、4J29拉伸性能:合金(退火态)在室温的拉伸性能见表3-3。冷应变率为50%的带材,在不同退火温度下的拉伸性能见图3-2。
3-3[1,5]

σb/MPa σP0.2/MPa δ/%
520 330 30

 

3、4J29持久和蠕变性能:
4、4J29疲劳性能:
5、4J29弹性性能:
4J29弹性模量: E=138GPa。

四、4J29组织结构:
1、4J29相变温度:
γ→α相变温度在-80℃以下。           
2、4J29时间-温度-组织转变曲线:
3、4J29合金组织结构:
合金按1.5规定的热处理制度处理后,再经-78.5℃冷冻,大于等于4h不应出现马氏体组织。但当合金成分不当时,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越趋向稳定。合金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。
4、4J29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%。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%的厚的带材,在表4-1所示温度下退火1h,空冷后,按YB 027-1992附录A评级,其晶粒度见表4-1。
4-1[1,2]

退火温度/℃ 675 700 750 800 900 1000 1100 1200
晶粒度级别 开始再结晶 >10 >10 10 7.5 5.0 4.0 3.0

 

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