4J49铁镍铬玻封合金性能参数分析与研究

高温合金概述；

高温合金是一种特殊的合金材料，具有优异的高温性能和耐腐蚀性能。它主要由镍、铬、钼、钨等元素组成，也被称为“超合金，”具有高强度、高韧性、高耐热性和高耐腐蚀性等特点，广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域。

言归正传下面我们来说说────── 4J49玻封合金  

4J49概述

4J49在20 ~ 400℃的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密封。这种合金含有铬。经氧化处理后，合金表面形成一层非常致密的氧化膜，与基体结合牢固，与软质玻璃有良好的润湿性。因此，可以获得高强度的密封表面。它是电真空行业中重要的密封结构材料。

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。

 当平均线膨胀系数达标时，镍和铬的含量允许偏离表1-2规定的范围。

1.5 4J49热处理制度标准膨胀系数性能测试试样在氢气气氛下，将试样加热至1100℃±20℃，保温15min，然后以不大于5℃/min的速度冷却至200℃以下。

1.6 4J49品种规格及供应状况品种有丝、管、板、带、棒。

1.7 4J49熔铸工艺采用非真空感应炉、真空感应炉或电弧炉进行熔炼。

1.8 4J49应用概述及特殊要求这种组合合金在航空工厂使用时间较长，性能稳定。主要用于制作各种电真空元件，如电子束管的阳极帽。在应用中，所选玻璃的膨胀系数应与合金的膨胀系数相匹配。为了提高金属和玻璃之间的密封强度，允许合金含有一些铝和铈。热处理时应避免晶粒尺寸，以保证带材具有良好的深冲和拉拔性能以及气密性。

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-微观结构转变曲线

4.3 4J49合金组织该合金处于Fe-Ni-Cr三元相图的稳定奥氏体区。该合金具有单相奥氏体结构。

4.4 4J49晶粒度标准规定，合金深冲带材的晶粒度不得小于7级，小于7级的晶粒度不得超过面积的10%。当估算厚度小于0.13毫米的钢带的平均晶粒尺寸时，钢带厚度方向上的晶粒数量应为不少于八个。

将冷应变率为60% ~ 70%的1mm厚带材在表4-1所示的温度下退火，空冷后晶粒度按YB 027-1992分级。结果见表4-1。

五、4J49工艺性能与要求 ；

5.1 4J49成形性该合金具有良好的冷热加工性能，可制成各种形状复杂的零件。4J49合金的热加工温度约为1160℃。4J49合金中含有硼，降低了近热塑性温度，其热加工温度为1000 ~ 1050℃。合金应避免在含硫气氛中加热。当带材的冷应变率大于70%时，退火后会产生塑性各向异性[6。

5.2 4J49可焊性该合金可通过电弧焊和氧乙炔焊进行焊接。预氧化处理后，特别是用玻璃密封后，很难进行电阻焊。在用玻璃密封之前，合金应该被预氧化。

5.3 4J49零件热处理工艺热处理可分为去应力退火、中间退火和预氧化处理。

(1)去应力退火为了消除机械加工后零件的残余应力，应进行去应力退火:零件在保护气氛中加热至470 ~ 540℃，保持1 ~ 2h，随炉或空冷。

(2)中间退火是为了消除合金冷轧、冷拔、冷冲压时产生的加工硬化现象，以利于连续加工。工件应在保护气氛中加热至800 ~ 900℃，保温20min，然后用炉或空气冷却。

(3)预氧化处理是在合金表面形成均匀致密的氧化膜，与基体结合牢固，能很好地与玻璃液浸润。在饱和湿氢中，零件被加热到1150 ~ 1250℃，保温30 ~ 50分钟，然后空冷。零件增重应在0.2 ~ 0.4 mg/cm2范围内。

5.4 4J49表面处理工艺表面处理可采用喷砂、抛光、酸洗。该合金可以在密封前在乙酸+硝酸或乙酸酐+盐酸中酸洗。

5.5 4J49切削磨削性能该合金的切削性能与奥氏体不锈钢相似。加工时使用高速钢或硬质合金刀具，采用低速切削。切割时可以使用冷却液。该合金具有良好的磨削性能。

总之，随着科技的发展和工业的进步，高温合金也在不断的发展升级，目前，科研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，并探索其在更广泛领域的应用，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。