4J33

目  錄

概述--------------------------------------------------------------- 3
----------1.1、材料牌號
----------1.2、相近牌號
----------1.3、材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
----------1.4、化學(xué)成分
----------1.5、熱處理制度
----------1.6、品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)
----------1.7、熔煉與鑄造工藝
----------1.8、應(yīng)用概況與特殊要求
特理及化學(xué)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(xué)性能
力學(xué)性能---------------------------------------------------------4
----------3.1、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能
----------3.2、室溫下及各種溫度下的力學(xué)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(jī)構(gòu)---------------------------------------------------------5
----------4.1、相應(yīng)溫度
----------4.2、合金組織機(jī)構(gòu)
----------4.3、時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
----------4.4、晶粒度
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

4J33概述
 4J33是結(jié)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(nèi)具有與95%Al2O3陶瓷相近的線膨脹系數(shù)。主要用于和陶瓷進(jìn)行匹配封接，是電真空工業(yè)中重要的封接結(jié)構(gòu)材料。
 1.1 4J33材料牌號 4J33。
1.2 4J33相近牌號 見表1-1。
表1-1[1～3]

1.3 4J33材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) YB/T 5234-1993《瓷封合金4J33、4J34技術(shù)條件》。
1.4 4J33化學(xué)成分  見表1-2。  表1-2   %

在平均線膨脹系數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下，允許鎳、鈷含量偏離表1-2規(guī)定范圍。
1.5 4J33熱處理制度 標(biāo)準(zhǔn)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(hù)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。
1.6 4J33品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 品種有絲、管、板、帶和棒材。
 1.7 4J33熔煉與鑄造工藝 用非真空感應(yīng)爐、真空感應(yīng)爐或電弧爐熔煉。
1.8 4J33應(yīng)用概況與特殊要求 該合金經(jīng)航空工廠長期使用，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極、引出盤和引出線。在使用中應(yīng)使選用的陶瓷與合金的膨脹系數(shù)相匹配。當(dāng)選用合金時，應(yīng)根據(jù)使用溫度嚴(yán)格檢驗低溫組織穩(wěn)定性。在加工過程中應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，以保證材料具有良好的深沖引伸性能。當(dāng)使用鍛材時應(yīng)嚴(yán)格檢驗其氣密性。
二、4J33物理及化學(xué)性能
 2.1 4J33熱性能
2.1.1 4J33熔化溫度范圍 該合金溶化溫度約為1450℃[1,2]。
2.1.2 4J33熱導(dǎo)率 4J33合金熱導(dǎo)率λ=17.6W/(m•℃)[1,2]。
2.1.3 4J33線膨脹系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)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]

2.2 4J33密度 見表2-3。 表2-3[1,4]

2.3 4J33電性能
2.3.1 4J33電阻率 見表2-3。
2.3.2 4J33電阻溫度系數(shù) 見表2-4。
表2-4[1,2]

2.4 4J33磁性能
2.4.1 4J33居里點 Tc=440℃[1,2]。

2.4.2 4J33合金的磁性能 見表2-6。
表2-6[1,2]

在4000A/m下，剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br=1.06T,矯頑力Hc=63.2A/m[1,2]。
2.5 4J33化學(xué)性能 該合金在大氣、淡水和海水中具有較好的耐腐蝕性。
4J33力學(xué)性能
3.1 4J33技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能
3.1.1 4J33硬度 深沖態(tài)帶材的硬度應(yīng)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

3.1.2 4J33抗拉強(qiáng)度 絲材和帶材的抗拉強(qiáng)度應(yīng)符合表3-2的規(guī)定。
  表3-2

3.2 4J33室溫及各種溫度下的力學(xué)性能
3.2.1 4J33硬度 合金帶材（退火態(tài)）硬度見表3-3。
3.2.2 4J33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]

3.3 4J33持久和蠕變性能
 3.4 4J33疲勞性能 
3.5 4J33彈性性能 彈性模量E=139GPa。

四、4J33組織結(jié)構(gòu)
4.1 4J33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。
4.2 4J33時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線 
4.3 4J33合金組織結(jié)構(gòu) 該合金的組織為單相奧氏體。
當(dāng)合金成分不當(dāng)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(zhuǎn)變。相變時伴隨著體積膨脹效應(yīng)。合金的膨脹系數(shù)相應(yīng)增高，致使封接件的內(nèi)應(yīng)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(xué)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(jìn)γ→α相變[2,5,6]。
4.4 4J33晶粒度 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，深沖態(tài)帶材的晶粒度應(yīng)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(yīng)不少于8個。
冷應(yīng)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YB 027－1992附錄A進(jìn)行晶粒度評級，結(jié)果見表4-1。
表4-1

五、4J33工藝性能與要求
5.1 4J33成形性能 該合金具有良好的冷、熱加工性能，可制成各種復(fù)雜形狀的零件。但應(yīng)避免在含硫的氣氛中加熱。在冷加工時，帶材的冷應(yīng)變率大于70%，退火后會引起塑性各向異性。應(yīng)變率在10%～15%內(nèi)，合金在退火時會導(dǎo)致晶粒急劇長大，也將產(chǎn)生合金的塑性各向異性。當(dāng)終應(yīng)變率為60%～65%，晶粒度7～8.5級時，其塑性各向異性小。
5.2 4J33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(dāng)合金中鋯含量大于0.06%時，將影響板材的氬弧焊焊接質(zhì)量，甚至使焊縫開裂。
該合金的零件在與陶瓷封接前，應(yīng)進(jìn)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。
5.3 4J33零件熱處理工藝 熱處理可分為：消除應(yīng)力退火、中間退火。
(1)消除應(yīng)力退火 為消除零件在機(jī)械加工后的殘存應(yīng)力，要進(jìn)行消除應(yīng)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。
5.4 4J33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。
5.5 4J33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(zhì)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。