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4J45高温合金中厚板 棒材 锻件

发布时间:2021-03-25 12:31:04

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 4J45 


4J45
铁镍定膨胀玻封合金4J45
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---------------------------------------------------------4
----------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
工艺性能与要求------------------------------------------------4
----------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
4J45概述
???? 铁镍定膨胀合金是通过调整镍含量而获得在给定温度范围内能与膨胀系数不同的软玻璃和陶瓷匹配的一系列定膨胀合金,其膨胀系数和居里点随镍含量增加而增加。该组合金是电真空工业中广泛使用的封接结构材料。
???? 1.1?4J45材料牌号?4J45。
1.2 4J45相近牌号 见表1-1。
表1-1[1~3]

俄罗斯 美国 英国 日本 法国 德国
46H Niromet 46
Ferrovac 46 Ni Nilo 45 - Fe-Ni42
- Vacodil 46
1.3 4J45材料的技术标准?YB/T 5235-1993《铁镍鉻、铁镍封接合金技术条件》。
1.4 4J45化学成分 见表1-2。
????????????????????????????????? 表1-2[4] ???????????????????????????????????? %

C Mn Si P S Al Co Ni Fe
≤  
0.05 0.80 0.30 0.020 0.020 0.10 - 44.5~45.5 余量
在平均线膨胀系数达到标准规定条件下,允许镍含量偏离表1-2规定的范围。
1.5 4J45热处理制度?标准规定的膨胀系数性能检验试样其热处理制度:在氢气气氛中将试样加热到900℃±20℃,保温1h,以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉[4]。
1.6 4J45品种规格与供应状态?品种有棒材、管材、板材、带材和丝材。
???? 1.7 4J45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 4J45应用概况与特殊要求?4J45合金主要用于制作精密阻抗膜片,与人造蓝宝石、软玻璃、陶瓷封接。
在应用中应使选用的封接材料与合金的膨胀系数相配。热处理时应控制其晶粒度,以保证材料具有良好的深冲引伸性能。当使用锻、轧材时应严格检验材料的气密性。
二、4J45物理及化学性能????
???? 2.1 4J45热性能????????????????????????????????????????
2.1.1 4J45溶化温度范围?该组合金溶化温度约为1430℃[1,2]。
2.1.2 4J45热导率?λ=14.7W/(m·℃)[1,2]。
2.1.3 4J45比热容 该组合金的比热容均为502J/(kg?℃)。
2.1.4 4J45线膨胀系数 标准规定的合金平均线膨胀系数见表2-1。合金的平均线膨胀系数见表2-2。合金的膨胀曲线见图2-2。
表2-2

/10-6℃-1
20~300℃ 20~400℃ 20~450℃
6.5~7.2 6.5~7.2 -
????2.2 4J45密度?ρ=8.18g/cm3[1,2]。
2.3 4J45电性能?电阻率ρ=0.49μΩ·m[1,2]。
表2-3[1,2]

/10-6℃-1
20~100℃ 20~200℃ 20~300℃ 20~350℃ 20~400℃ 20~450℃ 20~500℃ 20~600℃
7.5 7.5 7.1 7.1 7.2 7.1 8.3 9.5
????2.4 4J45磁性能
2.4.1 4J45居里点 Tc=420℃[1,2]。
????
2.4.2 4J45合金的磁性能
2.5 4J45化学性能 合金在大气、淡水和海水中有
较好的耐腐蚀性。
4J45力学性能
3.1 4J45技术标准规定的性能
3.1.1 4J45硬度 深冲态带材应符合表3-1的规定。
厚度不大于0.2mm的带材不作硬度检验。
3.1.2 4J45抗拉强度 合金带材的抗拉强度应符合
表3-2的规定。
3.2 4J45室温及各种温度下的力学性能
???? 3.2.1 4J45硬度 该合金(退火态)硬度HV约为135[1,2]。
???????????? 表3-1[4] ??????????????????????????????????????????????????????????表3-2[4]

δ/mm HV ? 状态代号 状态 σb/MPa
<2.5 ≤170  R 软态 <590
≤2.5 ≤165  I 硬态 >820
3.2.2 4J45拉伸性能 该合金(退火态)室温拉伸性能见表3-3。
表3-3[1,2,4]

σb/MPa σP0.2/MPa δ/% φ/%
510 - 35 -
????3.3 4J45持久和蠕变性能
???? 3.4 4J45疲劳性能?
3.5 4J45弹性性能?
3.5.1 4J45弹性模量 该组合金的弹性模量E=158GPa[1,2]。
四、4J45组织结构
4.1 4J45相变温度 ??????????
4.2 4J45时间-温度-组织转变曲线?
4.3 4J45合金组织结构?该合金为稳定的奥氏体组织。
4.4 4J45晶粒度 合金深冲带的晶粒度应不小于7级,小于7级的晶粒度不得超过面积的10%。厚度小于0.13mm的带材估计平均晶粒度时,沿带材厚度方向的晶粒个数应不少于8个。
五、4J45工艺性能与要求
???? 5.1 4J45成形性能?该合金很容易进行冷、热加工。热加工温度不宜过高,加热时间不宜过长,应避免在含硫的气氛中加热。当带材冷应变率大于75%时,退火后会引起塑性各向异性。冷应变率在10%~15%,加热到950~1050 ℃时(在钎焊过程中不可避免)晶粒显著长大,致使合金塑性降低,对于薄的截面还可能丧失金属的真空气密性。因此成品的终应变率应控制在60%左右[2,5]。
???? 5.2 4J45焊接性能 该组合金具有良好的焊接性能,可钎焊和点焊。该组合金与软玻璃等材料封接前应进行预氧化处理。
???? 5.3 4J45零件热处理工艺 热处理可分为:消除应力退火、中间退火及预氧化处理。
???? (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:430~540 ℃,保温1~2h,炉冷或空冷。
(2)中间退火 为消除合金在冷轧、冷拔、冷冲压过程中引起的加工硬化现象,以利于继续加工。工件需在真空或保护气氛中,加热到700~800℃,保温30~60min,然后炉冷、空冷或水淬。
(3)预氧化处理 该组合金作封接材料使用时,在封接前应进行预氧化处理。使合金表面生
成一层厚度均匀、致密的氧化膜。零件在1100℃下,在饱和湿氢中,加热30min,然后在大约800℃的空气中氧化5~10min。零件的增重在0.1~0.3mg/cm2为适宜[6]。
???? 该组合金不能用热处理硬化。
5.4 4J45表面处理工艺 在热处理、焊接或玻封之前,必须清除金属表面污物、油脂。氧化层严重时可采用喷砂或先在熔融碱液中浸泡,然后再酸洗。轻微氧化皮可用25%盐酸溶液在70℃下酸洗。
5.5 4J45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,低速切削加工,切削时可使用冷却剂。磨削性能良好。
?
 
4J45
高温合金中厚板 



 4J45 合金已用于制作航空发动机燃烧室和加力燃烧室的板材冲压和焊接结构件,以及安装边、导管和导向叶片等零部件,其性能可靠,使用良好。


 

4J45高温合金是指以铁、镍、钴为基,能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料;并具有较高的高温强度,良好的抗氧化和抗腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金为单一奥氏体组织,在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性。
4J45基于上述性能特点,且高温合金的合金化程度较高,又被称为“超合金”,是广泛应用于航空、HT、石油、化工、舰船的一种重要材料。按基体元素来分,高温合金又分为铁基、镍基、钴基等高温合金。铁基高温合金使用温度一般只能达到750~780℃,对于在更高温度下使用的耐热部件,则采用镍基和难熔金属为基的合金。 镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地位,它广泛地用来制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机Z热端部件。


 
4J45核工业用于制造铀提炼和同位素分离的设备,动力工厂中的无缝输水管、
4J45蒸汽管,海水交换器和蒸发器,liu suan和yan酸环境,原油蒸馏,在海水使
4J45用设备的泵轴和螺旋桨,核工业用于制造铀提炼和同位素分离的设备,
4J45制造生产yan酸设备使用的泵和阀



 4J45 铸造高温合金叶轮:发动机中,高温合金叶轮位于燃烧室和导向器之后,叶片必须工作于高温腐蚀性燃气环境中,承受高温腐蚀性气体的直接冲击和因此带来的极高的热应力和机械应力,容易发生蠕变断裂。此外,叶轮工作时,转数极高,导致lunpan部位遭受巨大的机械应 力,lunpan容易开裂。 早期,叶轮的制造方法是将锻造盘和铸造叶片通过机械加工然后装配在一起。这种制造方法周期长,成本高,装配精度不易保证。为了降低叶轮的制造成本,20世纪60年代末出现了将叶片和lunpan连在一起整体铸造的技术,当时主要用作地面涡轮增压器叶轮。随着铸造工艺水平的提高,整铸技术扩大应用到航空发动机上。目前1500kW以下的小型涡轴发动机广泛采用轴向和径向整体铸造叶轮。这不仅降低了叶轮的制造成本,而且避免了榫头装配的应力 。随着铸造技术和高温合金材料 的飞速发展,人们已经可以获得所期望的特定显微 组织的整铸叶轮.

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