4J29精密合金
4J29材料牌号:4J29精密合金
一、4J29精密合金概述:4J29合金又称可伐(Kovar)合金。该合金在20~450℃具有与硅硼硬玻璃相近的线膨胀系数,居里点较高,并有良好的低温组织稳定性。合金的氧化膜致密,能很好地被玻璃浸润。且不与汞作用,适合在含汞放电的仪表中使用。是电真空器件主要密封结构材料。
1、4J29材料牌号: 4J29。
2、4J29相近牌号:
3、4J29材料的技术标准:
4、4J29化学成分: 见表1-2。表1-2 %
C≤ | Si≤ | Mn≤ | P≤ | S≤ | Cr≥ | Ni≥ | Mo≥ | Cu≤ |
0.03 | 0.30 | 0.50 | 0.020 | 0.020 | - | 28.5-29.5 | - | 0.20 |
其他 | Al≤ | Ti≤ | Fe≤ | Co≤ | V≤ | W≤ | Nb≤ | N≤ |
- | - | 余量 | 16.8-17.8 | - | - | - |
二、4J29物理及化学性能:
1、4J29热性能:
(1)、4J29溶化温度范围:该合金溶化温度约为1450℃[1,2]。
(2)、4J29热导率: 见表2-1。表2-1[1]
θ/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
λ/(W/(m·℃)) | 20.6 | 21.5 | 22.7 | 23.7 | 25.4 |
(3)、4J29比热容: 在0℃时,比热容为440J/(kg•℃);在430℃时,比热容为649J/(kg•℃)。(4)、4J29线膨胀系数: 标准规定α1(20~400℃)=(4.6~5.2)×10-6℃-1;α1(20~450℃)=(5.1~5.5)×10-6℃-1(当用于晶体管时上限为5.6×10-6℃-1)。合金的平均线膨胀系数见表2-2。合金的膨胀曲线见图2-1。2、4J29密度:3、4J29电性能:(1)、4J29电阻率:ρ=0.48μΩ·m[1,5]。
三、4J29力学性能:1、4J29技术标准规定的性能:(1)、4J29硬度: 深冲态带材的硬度应符合表3-1的规定。厚度不大于0.2mm时不作硬度检验。(1)、4J29抗拉强度: 丝材和带材的抗拉强度应符合表3-2的规定。表3-1
状态 | δ/mm | 硬度HV |
深冲态 | >2.5 | ≤170 |
≤2.5 | ≤165 |
表3-2
状态代号 | 状态 | σb/MPa | |
丝材 | 带材 | ||
R | 软态 | <585 | <570 |
1/4I | 1/4硬态 | 585~725 | 520~630 |
1/2I | 1/2硬态 | 655~795 | 590~700 |
3/4I | 3/4硬态 | 725~860 | 600~770 |
I | 硬态 | >850 | >700 |
2、4J29室温及各种温度下的力学性能:
(1)、4J29硬度: 冷应变率为50%的带材,在不同退火温度下的硬度见图3-1。
(2)、4J29拉伸性能:合金(退火态)在室温的拉伸性能见表3-3。冷应变率为50%的带材,在不同退火温度下的拉伸性能见图3-2。表3-3[1,5]
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ/% |
520 | 330 | 30 |
3、4J29持久和蠕变性能:
4、4J29疲劳性能:
5、4J29弹性性能:4J29弹性模量: E=138GPa。
四、4J29组织结构:
1、4J29相变温度:γ→α相变温度在-80℃以下。
2、4J29时间-温度-组织转变曲线
3、4J29合金组织结构:合金按1.5规定的热处理制度处理后,再经-78.5℃冷冻,大于等于4h不应出现马氏体组织。但当合金成分不当时,在常温或低温下将发生不同程度的奥氏体(γ)向针状马氏体(α)转变,相变时伴随着体积膨胀效应。合金的膨胀系数相应增高,致使封接件的内应力剧增,甚至造成部分损坏。影响合金低温组织稳定性的主要因素是合金的化学成分。从Fe-Ni-Co三元相图中可以看到,镍是稳定γ相的主要元素,镍含量偏高有利于γ相的稳定。随合金总变形率增加其组织越趋向稳定。合金成分偏析也可能造成局部区域的γ→α相变。此外晶粒粗大也会促进γ→α相变。
4、4J29晶粒度:标准规定深冲态带材的晶粒度应不小于7级,小于7级的晶粒不得超过面积的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%的厚的带材,在表4-1所示温度下退火1h,空冷后,按YB 027-1992附录A评级,其晶粒度见表4-1。表4-1[1,2]
退火温度/℃ | 675 | 700 | 750 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 |
晶粒度级别 | 开始再结晶 | >10 | >10 | 10 | 7.5 | 5.0 | 4.0 | 3.0 |