4J47 耐熱合金若在高溫下使用，材料的高溫強度、耐氧化性、耐高溫腐蝕性都將成為問題。添加鎳可提高耐熱性，而鉻、硅、鋁等有助于提高材料的耐氧化性。耐熱不銹鋼是在不銹鋼中添加了上述元素而制成的。此外，在高溫下使用時，有時還要考慮蠕變強度、熱機械疲勞。該系列產品可用于熱交換器、壓力容器、熱處理爐的構件等

4J47 4J47
目 錄
概述--------------------------------------------------------------- 3
----------1.1、材料牌號
----------1.2、相近牌號
----------1.3、材料的技術標準
----------1.4、化學成分
----------1.5、熱處理制度
----------1.6、品種規格與供應狀態
----------1.7、熔煉與鑄造工藝
----------1.8、應用概況與特殊要求
特理及化學性能------------------------------------------------3
----------2.1、熱性能
----------2.2、密度
----------2.3、電性能
----------2.4、磁性能
----------2.5、化學性能
力學性能---------------------------------------------------------4
----------3.1、技術標準規定的性能
----------3.2、室溫下及各種溫度下的力學性能
----------3.3、持久和蠕變性能
----------3.4、疲勞性能
----------3.5、彈性性能
組織機構---------------------------------------------------------4
----------4.1、相應溫度
----------4.2、合金組織機構
----------4.3、時間-溫度-組織轉變曲線
工藝性能與要求------------------------------------------------5
----------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
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。
 1.14J47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。
二、4J47物理及化學性能
 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  /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；有良好的抗氫氟酸腐蝕性能。


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
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。
四、4J47組織結構
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。
五、4J47工藝性能與要求
 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＋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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