4J33精密合金棒材 4J33板材标准

4J334J33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。1.1 4J33材料牌号 4J33。1.2 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)-1.3 4J33材料的技术标准 YB/T 5234-1993《瓷封合金4J33、4J34技术条件》。1.4 4J33化学成分  见表1-2。表1-2                                     %CMnSiPSNiCoFe≤0.050.500.300.0200.02032.0～33.614.0～15.2余量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。1.5 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。1.6 4J33品种规格与供应状态 品种有丝、管、板、带和棒材。1.7 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。1.8 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2.1 4J33热性能2.1.1 4J33熔化温度范围 该合金溶化温度约为1450℃[1,2]。2.1.2 4J33热导率 4J33合金热导率λ=17.6W/(m·℃)[1,2]。2.1.3 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。表2-1                                       表2-2[1]/10-6℃-120～400℃20～500℃20～600℃20～300℃20～400℃20～500℃20～600℃6.0～6.86.6～7.4-6.36.16.98.32.2 4J33密度 见表2-3。                                 表2-3[1,4]ρ/(g/cm3)ρ/(μΩ·m)8.270.462.3 4J33电性能2.3.1 4J33电阻率 见表2-3。2.3.2 4J33电阻温度系数 见表2-4。表2-4[1,2]温度范围/℃20～10020～20020～30020～40020～500αR/10-3℃-14.24.13.93.63.22.4 4J33磁性能2.4.1 4J33居里点 Tc=440℃[1,2]。2.4.2 4J33合金的磁性能 见表2-6。表2-6[1,2]B/TH/(A/m)B/T1.0×10-21600.892.2×10-24001.193.9×10-28001.359.1×10-220001.490.4740001.61在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=1.06T,矫顽力Hc=63.2A/m[1,2]。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。4J33力学性能3.1 4J33技术标准规定的性能3.1.1 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。表3-1状态δ/mmHV深冲态>2.5≤170≤2.5≤1653.1.2 4J33抗拉强度 丝材和带材的抗拉强度应符合表3-2的规定。表3-2状态代号状态σb/MPa丝材带材R软态<585<570Y硬态>860>7003.2 4J33室温及各种温度下的力学性能3.2.1 4J33硬度 合金带材（退火态）硬度见表3-3。3.2.2 4J33拉伸性能 合金（退火态）在室温的拉伸性能见表3-3。表3-3[1,2,4]σb/MPaσP0.2/MPaδ/%HV539343321583.3 4J33持久和蠕变性能3.4 4J33疲劳性能3.5 4J33弹性性能 弹性模量E=139GPa。四、4J33组织结构4.1 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。4.2 4J33时间-温度-组织转变曲线4.3 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]。4.4 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。表4-1退火温度/℃600650700750800900100011001200晶粒度级别开始再结晶>10>1010108.06.55.04.0五、4J33工艺性能与要求5.1 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。5.2 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。5.3 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。5.4 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。5.5 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。