4j33
一、4j33概述
4j33是結合我國的陶瓷特點研制的陶瓷封接合金。合金在-60℃～600℃溫度范圍內具有與95%al2o3陶瓷相近的線膨脹系數(shù)。主要用于和陶瓷進行匹配封接，是電真空工業(yè)中重要的封接結構材料。
1.14j33材料牌號4j33。
1.24j33相近牌號見表1-1。
表1-1[1～3]
俄羅斯
日本
德國
33hк(ni33co17)
-
kv-4(ni33co17)
-
1.34j33材料的技術標準yb/t5234-1993《瓷封合金4j33、4j34技術條件》。
1.44j33化學成分見表1-2。
表1-2%
c
mn
si
p
s
ni
co
fe
≤
0.05
0.50
0.30
0.020
0.020
32.0～33.6
14.0～15.2
余量
在平均線膨脹系數(shù)達到標準規(guī)定條件下，允許鎳、鈷含量偏離表1-2規(guī)定范圍。
1.54j33熱處理制度標準規(guī)定的膨脹系數(shù)及低溫組織穩(wěn)定性的性能檢驗試樣，在保護氣氛或真空中加熱到900℃?20℃,保溫1h，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出爐。
1.64j33品種規(guī)格與供應狀態(tài)品種有絲、管、板、帶和棒材。
1.74j33熔煉與鑄造工藝用非真空感應爐、真空感應爐或電弧爐熔煉。
1.84j33應用概況與特殊要求該合金經航空工廠使用，性能穩(wěn)定。主要用于電真空元件與al2o3陶瓷封接。制造大型電子管和磁控管的電、引出盤和引出線。在使用中應使選用的陶瓷與合金的膨脹系數(shù)相匹配。當選用合金時，應根據使用溫度嚴格檢驗低溫組織穩(wěn)定性。在加工過程中應進行適當?shù)臒崽幚?，以保證材料具有良好的深沖引伸性能。當使用鍛材時應嚴格檢驗其氣密性。
二、4j33物理及化學性能
2.14j33熱性能
2.1.14j33熔化溫度范圍該合金溶化溫度約為1450℃[1,2]。
2.1.24j33熱導率4j33合金熱導率λ=17.6w/(m?℃)[1,2]。
2.1.34j33線膨脹系數(shù)標準規(guī)定的合金平均線膨脹系數(shù)見表2-1。
該合金的平均線膨脹系數(shù)見表2-2。4j33合金的膨脹曲線見圖2-1。
表2-1 表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
2.24j33密度ρ=8.27g/cm3[1,4]。
2.34j33電性能
2.3.14j33電阻率ρ=0.46μω?m[1,4]。
2.3.24j33電阻溫度系數(shù)見表2-4。
表2-4[1,2]
溫度范圍/℃
20～100
20～200
20～300
20～400
20～500
αr/10-3℃-1
4.2
4.1
3.9
3.6
3.2
2.44j33磁性能
2.4.14j33居里點tc=440℃[1,2]。
2.4.24j33合金的磁性能見表2-6。
表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，剩余磁感應強度br=1.06t,矯頑力hc=63.2a/m[1,2]。
2.54j33化學性能該合金在大氣、淡水和海水中具有較好的耐腐蝕性。
三、4j33力學性能
3.14j33技術標準規(guī)定的性能
3.1.14j33硬度深沖態(tài)帶材的硬度應符合表3-1的規(guī)定。厚度不大于0.2mm的帶材不做硬度檢驗。
表3-1
狀態(tài)
δ/mm
hv
深沖態(tài)
>2.5
≤170
≤2.5
≤165
3.1.24j33抗拉強度絲材和帶材的抗拉強度應符合表3-2的規(guī)定。
表3-2
狀態(tài)代號
狀態(tài)
σb/mpa
絲材
帶材
r
軟態(tài)
<585
<570
y
硬態(tài)
>860
>700
3.24j33室溫及各種溫度下的力學性能
3.2.14j33硬度合金帶材（退火態(tài)）硬度見表3-3。
3.2.24j33拉伸性能合金（退火態(tài)）在室溫的拉伸性能見表3-3。
表3-3[1,2,4]
σb/mpa
σp0.2/mpa
δ/%
hv
539
343
32
158
3.34j33持久和蠕變性能
3.44j33疲勞性能
3.54j33彈性性能彈性模量e=139gpa。
四、4j33組織結構
4.14j33相變溫度4j34合金γ→α相變溫度在-80℃以下。4j33較4j34組織穩(wěn)定。
4.24j33時間-溫度-組織轉變曲線
4.34j33合金組織結構該合金的組織為單相奧氏體。按1.5規(guī)定的熱處理制度處理后，4j34再經-78.5℃下冷凍，不應出現(xiàn)馬氏體組織。
當合金成分不當時，在常溫或低溫下將發(fā)生不同程度的奧氏體(γ)向針狀馬氏體(α)轉變。相變時伴隨著體積膨脹效應。合金的膨脹系數(shù)相應增高，致使封接件的內應力劇增，甚至造成部分損壞。影響合金低溫組織穩(wěn)定性的主要因素是合金的化學成分。從fe-ni-co三元相圖中可以看到，鎳是穩(wěn)定奧氏體(γ)相的主要元素，鎳含量偏高有利于γ相的穩(wěn)定。隨合金總變形率增加其組織愈趨向穩(wěn)定。合金的成分偏析也可能造成局部區(qū)域的γ→α相變。此外，晶粒粗大也會促進γ→α相變[2,5,6]。
4.44j33晶粒度標準規(guī)定，深沖態(tài)帶材的晶粒度應不小于7級，小于7級的晶粒不得超過面積的10%。對厚度小于0.13mm的帶材，估計平均晶粒度時，沿帶材厚度方向晶粒個數(shù)應不少于8個。
冷應變率為60%～70%的1mm厚4j33帶材，在表4-1所示溫度下退火，空冷后，按yb027－1992附錄a進行晶粒度評級，結果見表4-1。
表4-1
退火溫度/℃
600
650
700
750
800
900
1000
1100
1200
晶粒度級別
開始再結晶
>10
>10
10
10
8.0
6.5
5.0
4.0
五、4j33工藝性能與要求
5.14j33成形性能該合金具有良好的冷、熱加工性能，可制成各種復雜形狀的零件。但應避免在含的氣氛中加熱。在冷加工時，帶材的冷應變率大于70%，退火后會引起塑性各向。應變率在10%～15%內，合金在退火時會導致晶粒急劇長大，也將產生合金的塑性各向。當終應變率為60%～65%，晶粒度7～8.5級時，其塑性各向小。
5.24j33焊接性能該合金可采用釬焊、熔焊、電阻焊等方法與銅、鋼、鎳等金屬焊接。當合金中鋯含量大于0.06%時，將影響板材的氬弧焊焊接質量，甚至使焊縫開裂。
該合金的零件在與陶瓷封接前，應進行退火、清洗、鍍鎳，然后與金屬化后再鍍鎳的陶瓷件用銀焊封接。
5.34j33零件熱處理工藝熱處理可分為：消除應力退火、中間退火。
(1)消除應力退火為消除零件在機械加工后的殘存應力，要進行消除應力退火：470～540℃，保溫1～2h，爐冷或空冷。
(2)中間退火為消除合金在冷軋、冷拔、冷沖壓過程引起的加工硬化現(xiàn)象，以利于繼續(xù)加工。工件需在干氫、分解氨或真空中加熱到750～900℃，保溫15min～1h，然后爐冷、空冷或水淬。
該合金不能用熱處理硬化。
5.44j33表面處理工藝表面處理可用噴砂、拋光、酸洗。該合金具有良好的電鍍性能，表面能鍍金、銀、鎳、鉻等金屬。
5.54j33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。加工時采用高速鋼或硬質合金刀具，低速切削加工。切削時可使用冷卻劑。該合金磨削性能良好。
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