4J78膨胀合金
一、4J78概述
 
4J78合金的磁导率低,和其他无磁瓷封合金相比膨胀系数也较低,故称为无磁定膨胀瓷封合金。合金中添加少量铜,能改善其加工性能。该合金的瓷封综合性能优于蒙乃尔(Monel)、不锈钢、无氧铜等无磁瓷封材料。主要用作电真空器件中的无磁瓷封材料。
 
1.1 4J78材料牌号 4J78。
 
1.2 4J78相近牌号 75HM(俄罗斯)。
 
1.3 4J78材料的技术标准 YB/T 5233-1993《无磁定膨胀瓷封合金4J78、4J80、4J82技术条件》。
 
1.4 4J78化学成分  见表1-1。
 
                                表1-1 %
 
C P S Mn Si Mo Cu Ni
≤
0.05 0.020 0.020 0.40 0.30 20.0~22.0 ≤1.5 余量
 
在平均线膨胀系数达到标准规定条件下,允许钼、铜含量偏离表1-1规定范围。
 
1.5 4J78热处理制度 标准规定的膨胀系数性能检验试样在保护气氛或真空中加热到1000 ~1050℃,保温30~40min,以不大于5℃/min速度冷却到300℃以下出炉。
 
1.6 4J78品种规格与供应状态 品种有棒、管、板、丝和带材。
 
1.7 4J78熔炼与铸造工艺 用真空感应炉熔炼。
 
1.8 4J78应用概况与特殊要求 该合金经工厂使用,性能稳定。合金用作陀螺仪及其他电真空器件的无磁瓷封材料。在使用中应严格控制热处理工艺,以保证合金具有良好的加工性能。
 
二、4J78物理及化学性能    
 
2.1 4J78热性能                                        
 
2.1.1 4J78熔化温度范围 1400~1420℃。
 
2.1.2 4J78热导率 见表2-1。  
 
2.1.3 4J78线膨胀系数 标准规定的合金平均线膨胀系数见表2-2。
 
4J78合金的平均线膨胀系数见表2-3。
                  表2-1                                     表2-2
θ/℃ 20 300 600 θ/℃ 20~500 20~600
λ/(W/(m·℃)) 13.8 15.5 16.7 /10-6℃-1 12.1~12.7 12.4~13.0
 
                                          表2-3
θ/℃ 20~100 20~200 20~300 20~400 20~500 20~600 20~700 20~800 20~900 20~1000 20~1050
/10-6℃-1 11.3 11.6 11.8 12.1 12.4 12.5 13.2 13.7 14.2 14.7 15.0
 
2.2 4J78密度 ρ=9.38g/cm3。                                 
 
2.3 4J78电性能
 
2.3.1 4J78电阻率 ρ=1.17μΩ·m。
 
2.4 4J78磁性能 标准规定μ16000≤1.251×10-3mH/m。合金在不同磁场强度下的磁导率见表2-4。
 
2.5 4J78化学性能 合金在大气、海水和热带气候条件下具有高的耐腐蚀性。
 
                                        表2-4
H/(A/m) 4000 8000 12000 16000 32000 40000 80000
μ/(10-3mH/m) 1.251 1.251 1.251 1.251 1.251 1.251 1.250
 
三、4J78力学性能
 
3.1 4J78技术标准规定的性能
 
3.2 4J78室温及各种温度下的力学性能                                 
 
3.2.1 4J78硬度 合金(软态)在常温下的硬度HV=234~247。
 
3.2.2 4J78拉伸性能 合金(软态)在常温下的拉伸性能见表3-1。
 
                                   表3-1
σb/MPa σs/MPa δ(L0=50mm)/%
869 353 35
 
3.3 4J78持久和蠕变性能
 
3.4 4J78疲劳性能 
 
3.5 4J78弹性性能 弹性模量E=222GPa。
 
四、4J78组织结构
 
4.1 4J78相变温度            
 
4.2 4J78时间-温度-组织转变曲线 
 
4.3 4J78合金组织结构 在Ni-Mo相图中,该合金处于两相区。在平衡条件下,高于770℃时,合金为α相;当温度低于770℃时,由α相中析出β相,成为α+β两相。β相是一种中间化合物Ni4Mo,在α相中具有弥散硬化作用。但在合金热处理条件下合金组织为单一奥氏体组织。当合计冷应变率60%~70%的1mm厚带材,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。
 
                            表4-1
退火温度/℃ 850 900 950 1000 1050 1100
晶粒度级别 9 8 7 6 5.5 4
 
五、4J78工艺性能与要求
 
5.1 4J78成形性能 合金有较好的加工性及深冲引伸性能。合金带材经适当热处理后,其晶粒度级别为5~6级,维氏硬度应为174~207,以利于零件的深冲引伸。
 
5.2 4J78焊接性能 合金可采用氩弧焊。
 
5.3 4J78零件热处理工艺 合金冷应变中间退火应在氢气(或真空)中加热到1050~1080℃,保温40min,水淬。为获得较低的硬度值,热处理温度可适当提高。
 
5.4 4J78表面处理工艺 表面处理可采用喷砂、抛光、酸洗。
 
5.5 4J78切削加工与磨削性能 合金可采用硬质合金刀具切削加工。磨削性能较好。

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