4J49丝 管 板 带 棒 物理力学性能

4J49概述 

4J49是一种精密合金，同时也属于铁镍铬玻封合金，含有47%左右的镍元素含量，用非真空感应炉、真空感应炉或电弧炉熔炼。4J49在20～400℃温度范围内，具有与软玻璃相近的膨胀系数，用于与相应的软玻璃匹配封接，为提高金属与玻璃的封接强度，允许合金中含有一定的铝、铈等稀有元素。

1.1 4J49材料牌号 4J49。

1.2 4J49相近牌号 见表1-1。

1.3 4J49材料的技术标准 YB/T 5235-1993《铁镍铬、铁镍封接合金技术条件》。

1.4 4J49化学成分 见表1-2。

在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许镍、铬含量偏离表1-2规定的范围。

1.5 4J49热处理制度 标准规定的膨胀系数性能检验试样在氢气气氛中将试样加热至1100℃±20℃,保温15min，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。

1.6 4J49品种规格与供应状态 品种有丝、管、板、带和棒。

1.7 4J49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 4J49应用概况与特殊要求 该组合金经航空工厂长期使用，性能稳定。主要用于制作各种电真空元器件，如电子束管的阳极帽等。在应用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配。为提高金属与玻璃的封接强度，允许合金中含有一定的铝、铈。在热处理时，应避免其晶粒过大，以保证带材具有良好的深冲引伸性能及气密性。

二、4J49物理及化学性能

2.1 4J49热性能

2.1.1 4J49溶化温度范围 该合金的溶化温度约为1430℃[5]。

2.1.2 4J49热导率 见表2-1。

2.1.3 4J49比热容 该合金的比热容约为504J/(kg•℃)。

2.1.4 4J49线膨胀系数 标准规定的平均线膨胀系数见表2-2。

该合金的平均线膨胀系数见表2-3。4J49合金的膨胀曲线见图2-1。

2.3 4J49电性能

2.3.1 4J49电阻率 见表2-1。

2.3.2 4J49电阻温度系数 见表2-4。

2.4 4J49磁性能

2.4.1 4J49居里点 Tc=340℃[1,6]。

2.4.2 4J49合金的磁性能 见表2-5[1,2]。

在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.69T，矫顽力Hc=27.2A/m[1,2]。

2.5 4J49化学性能 合金在大气、淡水和海水中具有较好的耐腐蚀性；有良好的抗氢氟酸腐蚀性能。

4J49力学性能

3.1 4J49技术标准规定的性能

3.1.1 4J49硬度 深冲态带材的维氏硬度应小于等于190。厚度不大于0.2mm时不作硬度试验。

3.1.2 4J49抗拉强度 合金带材的抗拉强度应符合表3-1的规定。

3.2 4J49室温及各种温度下的力学性能

3.2.1 4J49硬度 合金带材（退火状态）的硬度见表3-2[1,2]。

3.2.2 4J49拉伸性能 合金（退火状态）在室温的拉伸性能见表3-2。

3.3 4J49持久和蠕变性能

3.4 4J49疲劳性能

3.5 4J49弹性性能

3.5.1 4J49弹性模量 E=145GPa。

四、4J49组织结构

4.1 4J49相变温度

4.2 4J49时间-温度-组织转变曲线

4.3 4J49合金组织结构 该合金处于Fe-Ni-Cr三元相图的稳定奥氏体区域。合金为单相奥氏体组织。

4.4 4J49晶粒度 标准规定，合金深冲态带材的晶粒度应不小于7级，小于7级的晶粒度不得超过面积的10%。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厚的带材，在表4-1所示温度下退火,空冷后，按YB 027-1992进行晶粒度评级，结果见表4-1。

五、4J49工艺性能与要求

5.1 4J49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。4J49合金的热加工温度在1160℃左右。4J49合金因含有硼，使很近热塑性温度降低，其热加工温度为1000～1050℃。该合金应避免在含硫气氛中加热。当带材冷应变率大于70%时，退火后会引起塑性各向异性[6]。

5.2 4J49焊接性能 该合金可采用电弧焊、氧乙炔焊。在预氧化处理后，特别在与玻璃封接后，很难进行电阻焊。该合金与玻璃封接前应进行预氧化处理。

5.3 4J49零件热处理工艺 热处理可分为：消除应力退火、中间退火、预氧化处理。

(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：零件在保护气氛中加热到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、冷冲压过程中引起的加工硬化现象，以利于继续加工。工件需在保护气氛中加热到800～900 ℃，保温20min，炉冷或空冷。

(3)预氧化处理 为使合金表面生成一层厚度均匀、致密的氧化膜，该氧化膜与基体结合牢固，且能很好地与熔融的玻璃浸润。零件在饱和湿氢中，加热到1150～1250℃，保温30～50min,空冷。零件的增重在0.2～0.4mg/cm2范围为宜。

5.4 4J49表面处理工艺 表面处理可采用喷砂、抛光、酸洗。合金在封接前可在乙酸＋硝酸或乙酸酐＋盐酸中酸洗。

5.5 4J49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。

六、4J49性能及应用

无磁封接合金是指不只能与玻璃、陶瓷封接，而且还具有抗磁、高导电、高导热或其它归纳功能的合金。用于电子束聚焦和在强磁场下作业的一些电子器件。如Ni-Cu 系有Cu- 10Ni，Cu40Ni- 5W和Cu 60Ni等合金；Ni-Mo系有Ni 25Mo及Ni- 22Mo、Ni- 22Mo-Cu等合金；Ni-Mo-W 系有Ni10Mo- 10W ，Ni-10Mo 10W-Cu合金。这些资料热胀大系数α(20~600℃)<13X10C，导磁率< 1. 005，有较好加工功能和氩弧焊接功能，是目前无磁台金系列中与陶瓷封接较为适宜资料。90W-8Cu-2Ni合金，能与高氧化铝陶瓷匹配封接。Fe-Mn 合金中研发的(3.5~ 6.6)Zr- (26. 5~66.5)Ti-12.5AJ合金与高氧化铝陶瓷封接能经受500℃以上温度热冲击在高导电反高导热封接合金中，在Fe- Mn系中参加30%Al。其胀大系数为7X10C ，但电阻率由80降至15μ·cm，导电和导热系数较4J36和4J29高5~6倍。无磁封接合金还处于探索和发展阶段。

5.1制作电子管各工艺温度范围内和管子运用温度范围内，合金的热胀大特性都应与玻璃或陶瓷相匹配。

5.2在运用温度范围内，合金安排不得发生变化；

5.3合金表面应简单形成牢固而细密的氧化膜；

5.4合金的熔点应高于玻璃的封接温度；

5.5合金的封接、焊接、电镀和机械加工等工艺功能杰出；

5.6不纯物质(挥发物)、夹杂物、气体含量应尽量少；

5.7塑性杰出，能经受冷、热变形，简单制成各种形状的零件。

总之，上海雄钢合金致力于高性能高温合金材料的研发与创新，并探索其在更广泛领域的应用。随着科技的发展和工业的进步，对材料性能的要求越来越高，高温合金也在不断发展升级，目前，研究人员正在开发一系列新的高温合金，以改善其机械性能和加工性能，未来，高温合金将继续发挥其独特优势，成为高性能材料领域的重要代表之一。