4J34目??录
概述--------------------------------------------------------------- 3
----------1.1、材料牌号
----------1.2、相近牌号
----------1.3、材料的技术标准
----------1.4、化学成分
----------1.5、热处理制度
----------1.6、品种规格与供应状态
----------1.7、熔炼与铸造工艺
----------1.8、应用概况与特殊要求
特理及化学性能------------------------------------------------3
----------2.1、热性能
----------2.2、密度
----------2.3、电性能
----------2.4、磁性能
----------2.5、化学性能
力学性能---------------------------------------------------------4
----------3.1、技术标准规定的性能
----------3.2、室温下及各种温度下的力学性能
----------3.3、持久和蠕变性能
----------3.4、疲劳性能
----------3.5、弹性性能
组织机构---------------------------------------------------------5
----------4.1、相应温度
----------4.2、合金组织机构
----------4.3、时间-温度-组织转变曲线
----------4.4、晶粒度
工艺性能与要求------------------------------------------------5
----------5.1、成形性能
----------5.2、焊接性能
----------5.3、零件热处理工艺
----------5.4、表面处理工艺
----------5.5、切削加工与磨削性能
4J34概述
???? 4J34是结合我国的陶瓷特点研制的陶瓷封接合金。
合金在-60℃～600℃温度范围内具有与95%Al2O3陶瓷相近的线膨胀系数。
主要用于和陶瓷进行匹配封接，是电真空工业中重要的封接结构材料。
???? 1.1?4J34材料牌号?4J34。
1.2 4J34相近牌号 见表1-1。
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表1-1[1～3]
俄罗斯 美国 日本 德国
31HК(Ni31Co20)
24HК(Ni25Co28) Ceramvar(Ni27Co25) - Vacon20(Ni28Co20)
1.3 4J34材料的技术标准?YB/T 5234-1993《瓷封合金4J33、4J34技术条件》。
1.4 4J34化学成分 ?见表1-2。
??????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????表1-2 ????????????????????????????????? %
C Mn Si P S Ni Co Fe
≤
0.05 0.50 0.30 0.020 0.020 28.5～29.5 19.5～20.5 余量
在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许镍、钴含量偏离表1-2规定范围。
1.5 4J34热处理制度?标准规定的膨胀系数及低温组织稳定性的性能检验试样，在保护气氛或真空中加热到900℃±20℃,保温1h，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。
1.6 4J34品种规格与供应状态?品种有丝、管、板、带和棒材。
???? 1.7?4J34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?4J34应用概况与特殊要求?该合金经航空工厂长期使用，性能稳定。
主要用于电真空元件与Al2O3陶瓷封接。
制造大型电子管和磁控管的电极、引出盘和引出线。
在使用中应使选用的陶瓷与合金的膨胀系数相匹配。
当选用合金时，应根据使用温度严格检验低温组织稳定性。
在加工过程中应进行适当的热处理，以保证材料具有良好的深冲引伸性能。
当使用锻材时应严格检验其气密性。
二、4J34物理及化学性能????
???? 2.1 4J34热性能????????????????????????????????????????
2.1.1?4J34熔化温度范围?该合金溶化温度约为1450℃[1,2]。
2.1.2 4J34热导率??
2.1.3 4J34线膨胀系数?标准规定的合金平均线膨胀系数见表2-1。
该合金的平均线膨胀系数见表2-2。
4J34合金的膨胀曲线见图2-1。
???????? 表2-1 ??????????????????????????????????????表2-2[1]
/10-6℃-1 ? /10-6℃-1
20～400℃ 20～500℃ 20～600℃ 20～300℃ 20～400℃ 20～500℃ 20～600℃
6.3～7.1 - 7.8～8.5 6.8 6.4 6.8 8.2
????2.2?4J34密度?见表2-3。
?????????????????????????????????表2-3[1,4]
ρ/(g/cm3) ρ/(μΩ·m)
8.29 0.45
2.3?4J34电性能
2.3.1 4J34电阻率?见表2-3。
2.3.2 4J34电阻温度系数?
2.4 4J34磁性能
2.4.1 4J34居里点?Tc=470℃[1,2]。
??
?
?
2.4.2 4J34合金的磁性能 见表2-6。
表2-6[1,2]
H/(A/m) B/T H/(A/m) B/T
8 0.7×10-2 160 0.65
16 1.5×10-2 400 1.01
24 2.7×10-2 800 1.21
40 5.6×10-2 2000 1.46
80 0.25 4000 1.62
在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.89T,矫顽力Hc=83.2A/m[1,2]。
2.5 4J34化学性能?该合金在大气、淡水和海水中具有较好的耐腐蚀性。
4J34力学性能
3.1 4J34技术标准规定的性能
3.1.1 4J34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的带材不做硬度检验。
表3-1
状态 δ/mm HV
深冲态 >2.5 ≤170
≤2.5 ≤165
3.1.2 4J34抗拉强度 丝材和带材的抗拉强度应符合表3-2的规定。
? 表3-2
状态代号 状态 σb/MPa
丝材 带材
R 软态 <585 <570
Y 硬态 >860 >700
3.2 4J34室温及各种温度下的力学性能
3.2.1 4J34硬度?合金带材（退火态）硬度见表3-3。
3.2.2 4J34拉伸性能?合金（退火态）在室温的拉伸性能见表3-3。
表3-3[1,2,4]
σb/MPa σP0.2/MPa δ/% HV
539 343 32 158
????3.3 4J34持久和蠕变性能
???? 3.4?4J34疲劳性能?
3.5?4J34弹性性能?弹性模量E=142GPa。
四、4J34组织结构
4.1?4J34相变温度?4J34合金 γ→α相变温度在-80℃以下。
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4.2?4J34时间-温度-组织转变曲线?
4.3?4J34合金组织结构?该合金的组织为单相奥氏体。
按1.5规定的热处理制度处理后，4J34再经-78.5℃下冷冻，不应出现马氏体组织。
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，镍是稳定奥氏体(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愈趋向稳定。
合金的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[2,5,6]。
4.4 4J34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%。
对厚度小于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。
五、4J34工艺性能与要求
5.1?4J34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。
但应避免在含硫的气氛中加热。
在冷加工时，带材的冷应变率大于70%，退火后会引起塑性各向异性。
应变率在10%～15%内，合金在退火时会导致晶粒急剧长大，也将产生合金的塑性各向异性。
当终应变率为60%～65%，晶粒度7～8.5级时，其塑性各向异性小。
5.2 4J34焊接性能 该合金可采用钎焊、熔焊、电阻焊等方法与铜、钢、镍等金属焊接。
当合金中锆含量大于0.06%时，将影响板材的氩弧焊焊接质量，甚至使焊缝开裂。
该合金的零件在与陶瓷封接前，应进行退火、清洗、镀镍，然后与金属化后再镀镍的陶瓷件用银焊封接。
5.3 4J34零件热处理工艺 热处理可分为：消除应力退火、中间退火。
(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：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、冷冲压过程引起的加工硬化现象，以利于继续加工。
工件需在干氢、分解氨或真空中加热到750～900℃，保温15min～1h，然后炉冷、空冷或水淬。
该合金不能用热处理硬化。
5.4 4J34表面处理工艺 表面处理可用喷砂、抛光、酸洗。
该合金具有良好的电镀性能，表面能镀金、银、镍、铬等金属。
5.5 4J34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。
4J34在瞬断区,还伴随一定程度的蠕变损伤。对于断裂后的试样,[001]取向断口几乎与应力轴垂直,γ’相沿着与应力轴垂直的方向形筏,易在不同滑移平面上发生多系滑移;[011]取向断口不平整,γ’相沿与应力轴45°的方向形筏,易开动同一族的滑移系;[111]取向断口为凹凸不平,没有明显的形筏方向,易发生多系滑移以及不同族滑移系间的交滑移。
对于[001]和[011]取向合金,二次裂纹易沿形筏方向扩展,而[111]取向合金,易在裂纹扩展平mian相交的界面处形成二次裂纹,并沿某一扩展平面扩展。
观察位错组态变化的结果表明:合金的三种取向在应变幅较高时,循环起始阶段都表现出初始循环软化的特征。
但当应变幅较低时,[001]取向中位错不均匀地分布在与应力轴垂直的γ通道中,通过交滑移和攀移的方式运动,由位错湮没和重排引起的位错回复过程以及γ’相的粗化起主要作用,使其表现出初期的循环软化特征;[011]取向位错滑移主要集中在屋顶通道,γ通道中大量的平行位错带,降低位错相互作用的几率,阻碍位错运动,表现出初期的循环硬化特征;[111]取向位错密度增大且分布均匀,位错线排列不规则,γ通道中有大量位错缠结,增大位错运动的阻力,表现出初期的循环硬化趋势。