4J52鍛造環(huán)形鍛件

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4J52
鐵鎳定膨脹玻封合金4J52

概述--------------------------------------------------------------- 3
----------1.1、材料型號(hào)
----------1.2、相近型號(hào)
----------1.3、材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
----------1.4、化學(xué)成分
----------1.5、熱處理制度
----------1.6、品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)
----------1.7、熔煉與鑄造工藝
----------1.8、應(yīng)用概況與特殊要求
特理及化學(xué)性能------------------------------------------------3
----------2.1、熱性能
----------2.2、密度
----------2.3、電性能
----------2.4、磁性能
----------2.5、化學(xué)性能
力學(xué)性能---------------------------------------------------------4
----------3.1、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能
----------3.2、室溫下及各種溫度下的力學(xué)性能
----------3.3、持久和蠕能
----------3.4、性能
----------3.5、性性能
組織機(jī)構(gòu)---------------------------------------------------------4
----------4.1、相應(yīng)溫度
----------4.2、合金組織機(jī)構(gòu)
----------4.3、時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)
工藝性能與要求------------------------------------------------4
----------5.1、成形性能
----------5.2、焊接性能
----------5.3、零件熱處理工藝
----------5.4、表面處理工藝
----------5.5、切削加工與磨削性能
4J52概述
 鐵鎳定膨脹合金是通過(guò)調(diào)整鎳含量而獲得在給定溫度范圍內(nèi)能與膨脹系數(shù)不同的軟玻璃和陶瓷匹配的一系列定膨脹合金，其膨脹系數(shù)和居里點(diǎn)隨鎳含量增加而增加。該組合金是電真空工業(yè)中廣泛使用的封接結(jié)構(gòu)材料。
 1.14J52材料型號(hào)4J52。
1.2 4J52相近型號(hào) 見(jiàn)表1-1。
表1-1[1～3]

 美國(guó) 英國(guó)  法國(guó) 德國(guó)
52H
52H-BИ Glass Sealing52
Niloy52 - **2 **2 Vacodil 520
FeNi52
1.3 4J52材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)YB/T 5235-1993《鐵鎳鉻、鐵鎳封接合金技術(shù)條件》。
1.4 4J52化學(xué)成分 見(jiàn)表1-2。
 表1-2[4]  %

C Mn Si P S Al Co Ni Fe
≤  
0.05 0.80 0.30 0.020 0.020 - - 51.5～52.5 余量
在平均線(xiàn)膨脹系數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下，允許鎳含量偏離表1-2規(guī)定的范圍。
 1.5 4J52熱處理制度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的膨脹系數(shù)性能檢驗(yàn)試樣其熱處理制度：在保護(hù)氣氛或真空中加熱到850℃±20℃，保溫1h，以不大于300℃/min速度冷至400℃以下出爐[4]。
1.6 4J52品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)品種有棒材、管材、板材、帶材和絲材。
 1.7 4J52熔煉與鑄造工藝用非真空感應(yīng)爐、真空感應(yīng)爐或電弧爐熔煉。
1.8 4J52應(yīng)用概況與特殊要求4J52屬玻封合金典型型號(hào)，經(jīng)航空工廠長(zhǎng)期使用，性能穩(wěn)定。
4J52合金主要用于與軟鉛玻璃封接，小型電子管引線(xiàn)。
在應(yīng)用中應(yīng)使選用的封接材料與合金的膨脹系數(shù)相配。熱處理時(shí)應(yīng)控制其晶粒度，以保材料具有良好的深沖引伸性能。當(dāng)使用鍛、軋材時(shí)應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)材料的氣密性。
二、4J52物理及化學(xué)性能
 2.1 4J52熱性能
2.1.1 4J52溶化溫度范圍該合金溶化溫度約為1430℃[1,2]。
2.1.2 4J52熱導(dǎo)率λ=16.7W/(m·℃)[1,2]。
2.1.3 4J52比熱容 該合金的比熱容為502J/(kg℃)。
2.1.4 4J52線(xiàn)膨脹系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的合金平均線(xiàn)膨脹系數(shù)見(jiàn)表2-1。合金的平均線(xiàn)膨脹系數(shù)見(jiàn)表2-2。合金的膨脹曲線(xiàn)見(jiàn)圖2-4。
表2-1

/10-6℃-1
20～300℃ 20～400℃ 20～450℃
9.8～11.0 9.8～11.0 -
2.2 4J52密度ρ=8.25g/cm3[1,2]。
2.3 4J52電性能電阻率ρ=0.43μΩ·m[1,2]。
表2-2[1,2]

/10-6℃-1
20～100℃ 20～200℃ 20～300℃ 20～350℃ 20～400℃ 20～450℃ 20～500℃ 20～600℃
10.3 10.4 10.2 10.3 10.3 10.3 10.3 10.8
2.4 4J52磁性能
2.4.1 4J52居里點(diǎn) Tc=520℃[1,2]。
2.4.2 4J52合金的磁性能
2.5 4J52化學(xué)性能 合金在大氣、淡水和海水中有較
好的耐腐蝕性。
4J52力學(xué)性能
3.1 4J52技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能
3.1.1 4J52硬度 深沖態(tài)帶材應(yīng)符合表3-1的規(guī)定。
厚度不大于0.2mm的帶材不作硬度檢驗(yàn)。
3.1.2 4J52抗拉強(qiáng)度 合金帶材的抗拉強(qiáng)度應(yīng)符合表
3-2的規(guī)定。
3.2 4J52室溫及各種溫度下的力學(xué)性能
 3.2.1 4J52硬度 該合金（退火態(tài)）硬度HV約為135[1,2]。
 表3-1[4] 表3-2[4]

δ/mm HV  狀態(tài)代號(hào) 狀態(tài) σb/MPa
<2.5 ≤170  R 軟態(tài) <590
≤2.5 ≤165  I 硬態(tài) >820
3.2.2 4J52拉伸性能 該合金（退火態(tài)）室溫拉伸性能見(jiàn)表3-3。
表3-3[1,2,4]

σb/MPa σP0.2/MPa δ/% φ/%
550 276 35 65
3.3 4J52持久和蠕能
 3.4 4J52性能
3.5 4J52性性能
3.5.1 4J52性模量 該合金的性模量E=158GPa[1,2]。
四、4J52組織結(jié)構(gòu)
4.1 4J52相變溫度
4.2 4J52時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)
4.3 4J52合金組織結(jié)構(gòu)該組合金均為穩(wěn)定的奧氏體組織。
4.4 4J52晶粒度 合金深沖帶的晶粒度應(yīng)不小于7級(jí)，小于7級(jí)的晶粒度不得過(guò)面積的10%。厚度小于0.13mm的帶材估計(jì)平均晶粒度時(shí)，沿帶材厚度方向的晶粒個(gè)數(shù)應(yīng)不少于8個(gè)。
五、4J52工藝性能與要求
 5.1 4J52成形性能該合金很進(jìn)行冷、熱加工。熱加工溫度不宜過(guò)高，加熱時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)避免在含硫的氣氛中加熱。當(dāng)帶材冷應(yīng)變率大于75%時(shí)，退火后會(huì)引起塑性各向異性。冷應(yīng)變率在10%～15%，加熱到950～1050 ℃時(shí)（在釬焊過(guò)程中不可避免）晶粒顯著長(zhǎng)大，致使合金塑性降低，對(duì)于薄的截面還可能喪失金屬的真空氣密性。因此成品的終應(yīng)變率應(yīng)控制在60%左右[2,5]。
 5.2 4J52焊接性能 該組合金具有良好的焊接性能，可釬焊和點(diǎn)焊。該組合金與軟玻璃等材料封接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理。
 5.3 4J52零件熱處理工藝 熱處理可分為：應(yīng)力退火、中間退火及預(yù)處理。
 (1)應(yīng)力退火 為零件在機(jī)械加工后的殘存應(yīng)力要進(jìn)行應(yīng)力退火：430～540 ℃，保溫1～2h,爐冷或空冷。
(2)中間退火 為合金在冷軋、冷拔、冷沖壓過(guò)程中引起的加工硬化現(xiàn)象，以利于繼續(xù)加工。工件需在真空或保護(hù)氣氛中，加熱到700～800℃，保溫30～60min，然后爐冷、空冷或水淬。
(3)預(yù)處理 該組合金作封接材料使用時(shí)，在封接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理。使合金表面生
成一層厚度均勻、致密的膜。零件在1100℃下，在飽和濕中，加熱30min，然后在大約800℃的空氣中5～10min。零件的增重在0.1～0.3mg/cm2為適宜[6]。
 該合金不能用熱處理硬化。
5.4 4J52表面處理工藝 在熱處理、焊接或玻封之前，金屬表面污物、油脂。層嚴(yán)重時(shí)可采用噴砂或先在熔融堿液中浸泡，然后再酸洗。輕微皮可用25%溶液在70℃下酸洗。
5.5 4J52切削加工與磨削性能 該合金切削加工特性和奧氏體不銹鋼相似。加工時(shí)采用高速鋼或硬質(zhì)合金具，低速切削加工，切削時(shí)可使用冷卻劑。磨削性能良好。

熱處理制度 固溶溫度為980～1020℃,冷卻方式對(duì)熱軋板、冷軋薄板和環(huán)坯勻?yàn)榭绽洌溏呌媒z材和冷拉棒材為水冷或空冷，管材為水冷。 金相組織結(jié)構(gòu) 該合金在1000攝氏度固溶處理后為單相奧氏體組織，間有少量TiC和Ti(CN)。 工藝性能與要求 1、該合金具有良好的可鍛性能，鍛造加熱溫度1180℃，終鍛900℃。 2、該合金的晶粒度平均尺寸與鍛件的變形程度、終鍛溫度密切相關(guān)。 3、熱處理后，零件表面皮可用吹砂或酸洗方法


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