4J47 

4J47
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------------------------------------------------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
4J47概述
 4J47在20～400℃温度范围内，具有与软玻璃相近的膨胀系数，用于与相应的软玻璃匹配封接。该类合金中含有铬，经氧化处理后，合金表面生成非常致密的氧化膜，与基体结合牢固，且与软玻璃浸润性好。因此，能获得高强度的封接面。是电真空工业中的重要封接结构材料。
 1.14J47材料牌号4J47。
1.2 4J47相近牌号 见表1-1。
表1-1[1,4]

俄罗斯 美国 日本 法国 德国
47HX - - 461 -
1.3 4J47材料的技术标准YB/T 5235-1993《铁镍铬、铁镍封接合金技术条件》。
1.4 4J47化学成分 见表1-2。
 表1-2  %

C P S Mn Si B Al Ni Cr Fe
≤   
0.05 0.020 0.020 0.40 0.30 - 0.20 46.8～47.8 0.80～1.40 余量
在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许镍、铬含量偏离表1-2规定的范围。对于制造焊管的4J47合金铝的质量分数应不大于0.10%。
1.5 4J47热处理制度标准规定的膨胀系数性能检验试样在氢气气氛中将试样加热至1100℃±20℃,保温15min，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。
1.6 4J47品种规格与供应状态品种有丝、管、板、带和棒。
 1.7 4J47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 4J47应用概况与特殊要求该组合金经航空工厂长期使用，性能稳定。主要用于制作各种电真空元器件，如电子束管的阳极帽等。在应用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配。为提高金属与玻璃的封接强度，允许合金中含有一定的铝、铈。在热处理时，应避免其晶粒过大，以保证带材具有良好的深冲引伸性能及气密性。
二、4J47物理及化学性能
 2.1 4J47热性能
2.1.1 4J47溶化温度范围该合金的溶化温度约为1430℃[5]。
2.1.2 4J47热导率见表2-1。
表2-1[1]

λ/(W/(m·℃)) ρ/(g/cm3) ρ/(μΩ·m)
20.1 8.19 0.55
2.1.3 4J47比热容 该合金的比热容约为504J/(kg℃)。
2.1.4 4J47线膨胀系数 标准规定的平均线膨胀系数见表2-2。
该合金的平均线膨胀系数见表2-3。4J47合金的膨胀曲线见图2-1。
 表2-2 表2-3[1]

/10-6℃-1  /10-6℃-1
20～300℃ 20～400℃  20～100℃ 20～200℃ 20～300℃ 20～400℃ 20～500℃ 20～550℃ 20～600℃
- 8.1～8.7  8.1 8.6 8.3 8.3 9.1 9.7 10.0
2.2 4J47密度 见表2-1。 表2-4[1,2]

αR/10-3℃-1
20～50℃ 20～100℃ 20～200℃ 20～300℃ 20～400℃ 20～500℃
2.8 2.9 2.9 2.8 2.6 2.3
2.3 4J47电性能
 2.3.1 4J47电阻率见表2-1。
2.3.2 4J47电阻温度系数见表2-4。


2.4 4J47磁性能
2.4.1 4J47居里点 Tc=400℃[1,6]。
2.4.2 4J47合金的磁性能 见表2-5[1,2]。
在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.97T，矫顽力
Hc=29.6A/m[1,2]。
2.5 4J47化学性能 合金在大气、淡水和海水中具有
较好的耐腐蚀性；有良好的抗氢氟酸腐蚀性能。


表2-5[1,2]

H/(A/m) B/T H/(A/m) B/T
8
16
24
40
80 2.0×10-2
8.4×10-2
0.28
0.70
0.96 160
400
800
2000
4000 1.12
1.26
1.35
1.46
1.50
4J47力学性能
3.1 4J47技术标准规定的性能
3.1.1 4J47硬度 深冲态带材的维氏硬度应小于等于190。厚度不大于0.2mm时不作硬度试验。
3.1.2 4J47抗拉强度 合金带材的抗拉强度应符合表3-1的规定。
表3-1

状态代号 状态 σb/MPa
R 软态 <590
I 硬态 >820
3.2 4J47室温及各种温度下的力学性能
3.2.1 4J47硬度 合金带材（退火状态）的硬度见表3-2[1,2]。
3.2.2 4J47拉伸性能 合金（退火状态）在室温的拉伸性能见表3-2。
表3-2[1,2]

σb/MPa σP0.2/MPa δ/% HV
549 186 33 -
3.3 4J47持久和蠕变性能
 3.4 4J47疲劳性能
3.5 4J47弹性性能
3.5.1 4J47弹性模量 E=142GPa。
四、4J47组织结构
4.1 4J47相变温度
4.2 4J47时间-温度-组织转变曲线
4.3 4J47合金组织结构该合金处于Fe-Ni-Cr三元相图的稳定奥氏体区域。合金为单相奥氏体组织。
4.4 4J47晶粒度 标准规定，合金深冲态带材的晶粒度应不小于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，沿带材厚度方向晶粒个数应
不少于8个。
五、4J47工艺性能与要求
 5.1 4J47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。4J47、合金的热加工温度在1160 ℃左右。该合金应避免在含硫气氛中加热。当带材冷应变率大于70%时，退火后会引起塑性各向异性[6]。
 5.2 4J47焊接性能 该合金可采用电弧焊、氧乙炔焊。在预氧化处理后，特别在与玻璃封接后，很难进行电阻焊。该合金与玻璃封接前应进行预氧化处理。
5.3 4J47零件热处理工艺 热处理可分为：消除应力退火、中间退火、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：零件在保护气氛中加热到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、冷冲压过程中引起的加工硬化现象，以利于继续加工。工件需在保护气氛中加热到800～900 ℃，保温20min，炉冷或空冷。
(3)预氧化处理 为使合金表面生成一层厚度均匀、致密的氧化膜，该氧化膜与基体结合牢固，且能很好地与熔融的玻璃浸润。零件在饱和湿氢中，加热到1150～1250℃，保温30～50min,空冷。零件的增重在0.2～0.4mg/cm2范围为宜。
5.4 4J47表面处理工艺 表面处理可采用喷砂、抛光、酸洗。合金在封接前可在乙酸＋或＋盐酸中酸洗。
5.5 4J47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。该合金磨削性能良好。
 4J47 固溶棒_高温合金板材