4J47 上海威勵是一家是一個集冶煉、開發、生產高溫合金、高鎳合金、鎳合金、耐蝕合金、因科合金、蒙乃爾合金及各種特種合金材料于一體的高新生產型企業。產品有管材、棒材、板材、絲材、帶材、法蘭、鍛件和管件等。產品應用于石油化工、航空航天、船舶、能源、、電子、環保、機械以及儀器儀表等領域。
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4J47 一、4J47概述
4J47在20～400℃溫度范圍內，具有與軟玻璃相近的膨脹系數，用于與相應的軟玻璃匹配封接。該類合金中含有鉻，經氧化處理后，合金表面生成非常致密的氧化膜，與基體結合牢固，且與軟玻璃浸潤性好。因此，能獲得高強度的封接面。是電真空工業中的重要封接結構材料。
1.1?4J47材料牌號?4J47。
1.2?4J47相近牌號?見表1-1。
表1-1[1,4]
俄羅斯 美國 日本 法國 德國
47HX - - 461 -
1.3?4J47材料的技術標準?YB/T?5235-1993《鐵鎳鉻、鐵鎳封接合金技術條件》。
1.4?4J47化學成分?見表1-2。
表1-2%
C P S Mn Si B Al Ni Cr Fe
≤
0.05 0.020 0.020 0.40 0.30 - 0.20 46.8～47.8 0.80～1.40 余量
在平均線膨脹系數達到標準規定條件下，允許鎳、鉻含量偏離表1-2規定的范圍。對于制造焊管的4J47合金鋁的質量分數應不大于0.10%。
1.5?4J47熱處理制度?標準規定的膨脹系數性能檢驗試樣在氫氣氣氛中將試樣加熱至1100℃±20℃,保溫15min，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出爐。
1.6?4J47品種規格與供應狀態?品種有絲、管、板、帶和棒。
1.7?4J47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。
1.8?4J47應用概況與特殊要求?該組合金經航空工廠長期使用，性能穩定。主要用于制作各種電真空元器件，如電子束管的陽極帽等。在應用中應使選用的玻璃與合金的膨脹系數相匹配。為提高金屬與玻璃的封接強度，允許合金中含有一定的鋁、鈰。在熱處理時，應避免其晶粒過大，以保證帶材具有良好的深沖引伸性能及氣密性。
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?
二、4J47物理及化學性能?
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2.1?4J47熱性能
2.1.1?4J47溶化溫度范圍?該合金的溶化溫度約為1430℃[5]。
2.1.2?4J47熱導率?見表2-1。
表2-1[1]
λ/(W/(m·℃)) ρ/(g/cm3) ρ/(μΩ·m)
20.1 8.19 0.55
2.1.3?4J47比熱容?該合金的比熱容約為504J/(kg?℃)。
2.1.4?4J47線膨脹系數?標準規定的平均線膨脹系數見表2-2。
該合金的平均線膨脹系數見表2-3。4J47合金的膨脹曲線見圖2-1。
表2-2 表2-3[1]
? /10-6℃-1
20～300℃ 20～400℃ 20～100℃ 20～200℃ 20～300℃ 20～400℃ 20～500℃ 20～550℃ 20～600℃
- 8.1～8.7 8.1 8.6 8.3 8.3 9.1 9.7 10.0
2.2?4J47密度?見表2-1。 ?表2-4[1,2]
αR/10-3℃-1
20～50℃ 20～100℃ 20～200℃ 20～300℃ 20～400℃ 20～500℃
2.8 2.9 2.9 2.8 2.6 2.3
2.3?4J47電性能 ?
2.3.1?4J47電阻率?見表2-1。
2.3.2?4J47電阻溫度系數?見表2-4。
2.4?4J47磁性能
2.4.1?4J47居里點?Tc=400℃[1,6]。
2.4.2?4J47合金的磁性能?見表2-5[1,2]。
在4000A/m下，剩余磁感應強度Br=0.97T，矯頑力Hc=29.6A/m[1,2]。
2.5?4J47化學性能?合金在大氣、淡水和海水中具有較好的耐腐蝕性；有良好的抗腐蝕性能。
表2-5[1,2]
H/(A/m) B/T H/(A/m) B/T
8
16
24
40
80 2.0×10-2
8.4×10-2
0.28
0.70
0.96 160
400
800
2000
4000 1.12
1.26
1.35
1.46
1.50
?
?
三、4J47力學性能
?
3.1?4J47技術標準規定的性能
3.1.1?4J47硬度?深沖態帶材的維氏硬度應小于等于190。厚度不大于0.2mm時不作硬度試驗。
3.1.2?4J47抗拉強度?合金帶材的抗拉強度應符合表3-1的規定。
表3-1
狀態代號 狀態 σb/MPa
R 軟態 <590
I 硬態 >820
3.2?4J47室溫及各種溫度下的力學性能?
3.2.1?4J47硬度?合金帶材（退火狀態）的硬度見表3-2[1,2]。
3.2.2?4J47拉伸性能?合金（退火狀態）在室溫的拉伸性能見表3-2。
表3-2[1,2]
σb/MPa σP0.2/MPa δ/% HV
549 186 33 -
3.3?4J47持久和蠕變性能
3.4?4J47疲勞性能?
3.5?4J47彈性性能?
3.5.1?4J47彈性模量?E=142GPa。
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?
四、4J47組織結構
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4.1?4J47相變溫度 ?
4.2?4J47時間-溫度-組織轉變曲線?
4.3?4J47合金組織結構?該合金處于Fe-Ni-Cr三元相圖的穩定奧氏體區域。合金為單相奧氏體組織。
4.4?4J47晶粒度?標準規定，合金深沖態帶材的晶粒度應不小于7級，小于7級的晶粒度不得超過面積的10%。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應不少于8個。
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五、4J47工藝性能與要求
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5.1?4J47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。4J47、合金的熱加工溫度在1160℃左右。該合金應避免在含硫氣氛中加熱。當帶材冷應變率大于70%時，退火后會引起塑性各向異性[6]。
5.2?4J47焊接性能?該合金可采用電弧焊、氧乙炔焊。在預氧化處理后，特別在與玻璃封接后，很難進行電阻焊。該合金與玻璃封接前應進行預氧化處理。
5.3?4J47零件熱處理工藝?熱處理可分為：消除應力退火、中間退火、預氧化處理。
(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：零件在保護氣氛中加熱到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、冷沖壓過程中引起的加工硬化現象，以利于繼續加工。工件需在保護氣氛中加熱到800～900℃，保溫20min，爐冷或空冷。
(3)預氧化處理?為使合金表面生成一層厚度均勻、致密的氧化膜，該氧化膜與基體結合牢固，且能很好地與熔融的玻璃浸潤。零件在飽和濕氫中，加熱到1150～1250℃，保溫30～50min,空冷。零件的增重在0.2～0.4mg/cm2范圍為宜。
5.4?4J47表面處理工藝?表面處理可采用噴砂、拋光、酸洗。合金在封接前可在乙酸＋Nitric acid或＋鹽酸中酸洗。
5.5?4J47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，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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