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4J50 4J50膨脹合金
一、4J50概述
鐵鎳定膨脹合金是通過調整鎳含量而獲得在給定溫度范圍內能與膨脹系數不同的軟玻璃和陶瓷匹配的一系列定膨脹合金，其膨脹系數和居里點隨鎳含量增加而增加。該組合金是電真空工業中廣泛使用的封接結構材料。
1.14J50材料型號4J50。
1.24J50相近型號見表1-1。
表1-1
俄羅斯 meiguo 英國 日本 法國 德國
50H FeNi50 Nilo51 NS-1 N50 Vacodil500
1.34J50材料的技術標準
1.44J50化學成分見表1-2。
表1-2%
C Mn Si P S Al Co Ni Fe
≤
0.05 0.80 0.30 0.020 0.020 0.10 1.0 49.5～50.5 余量
在平均線膨脹系數達到標準規定條件下，允許鎳含量偏離表1-2規定的范圍。
1.54J50熱處理制度標準規定的膨脹系數性能檢驗試樣其熱處理制度：在氫氣氣氛中將試樣加熱到900℃±20℃，保溫1h，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出爐。
1.64J50品種規格與供應狀態品種有棒材、管材、板材、帶材和絲材。
1.74J50熔煉與鑄造工藝用非真空感應爐、真空感應爐或電弧爐熔煉。
1.84J50應用概況與特殊要求4J50屬玻封合金典型型號，經航空工廠長期使用，性能穩定。
4J50合金主要用于制作精密阻抗膜片，濕簧、干簧繼電器，精密長度計量，與相應的軟玻璃封接。
在應用中應使選用的封接材料與合金的膨脹系數相配。熱處理時應控制其晶粒度，以保證材料具有良好的深沖引伸性能。當使用鍛、軋材時應嚴格檢驗材料的氣密性。
二、4J50物理及化學性能
2.14J50熱性能
2.1.14J50溶化溫度范圍該合金溶化溫度約為1430℃。
2.1.24J50熱導率λ=16.7W/(m·℃)。
2.1.34J50比熱容該合金的比熱容為502J/(kg℃)。
2.1.44J50線膨脹系數標準規定的合金平均線膨脹系數見表2-2。合金的平均線膨脹系數見表2-3。合金的膨脹曲線見圖2-3。
表2-2
/10-6℃-1
20～300℃ 20～400℃ 20～450℃
9.2～10.0 9.2～9.9 -
2.24J50密度ρ=8.21g/cm3。
2.34J50電性能電阻率ρ=0.44μΩ·m。
表2-3
/10-6℃-1
20～100℃ 20～200℃ 20～300℃ 20～350℃ 20～400℃ 20～450℃ 20～500℃ 20～600℃
9.8 9.8 9.5 9.4 9.4 9.4 9.7 10.6
2.44J50磁性能
2.4.14J50居里點Tc=500℃。
2.4.24J50合金的磁性能4J50合金的磁性能見表2-4。
在4000A/m下，剩余磁感應強度Br=1.03T，矯頑力Hc=10A/m。
2.54J50化學性能合金在大氣、淡水和海水中有較好的耐腐蝕性。
表2-4
H/(A/m) 8 16 24 40 80
B/T 0.29 0.64 0.74 0.83 0.94
H/(A/m) 160 400 800 2000 4000
B/T 1.06 1.20 0.30 1.44 1.50
三、4J50力學性能
3.14J50技術標準規定的性能
3.1.14J50硬度深沖態帶材應符合表3-1的規定。厚度不大于0.2mm的帶材不作硬度檢驗。
3.1.24J50抗拉強度合金帶材的抗拉強度應符合表3-2的規定。
3.24J50室溫及各種溫度下的力學性能
3.2.14J50硬度該合金（退火態）硬度HV約為135。
表3-1表3-2
δ/mm HV 狀態代號 狀態 σb/MPa
<2.5 ≤170 R 軟態 <590
≤2.5 ≤165 I 硬態 >820
3.2.24J50拉伸性能該組合金（退火態）室溫拉伸性能見表3-3。
表3-3
σb/MPa σP0.2/MPa δ/% φ/%
550 276 35 65
3.34J50持久和蠕能
3.44J50疲勞性能
3.54J50彈性性能
3.5.14J50彈性模量該組合金的彈性模量E=158GPa。
四、4J50組織結構
4.14J50相變溫度
4.24J50時間-溫度-組織轉變曲線
4.34J50合金組織結構該組合金均為穩定的奧氏體組織。
4.44J50晶粒度合金深沖帶的晶粒度應不小于7級，小于7級的晶粒度不得超過面積的10%。厚度小于0.13mm的帶材估計平均晶粒度時，沿帶材厚度方向的晶粒個數應不少于8個。
五、4J50工藝性能與要求
5.14J50成形性能該合金很容易進行冷、熱加工。熱加工溫度不宜過高，加熱時間不宜過長，應避免在含硫的氣氛中加熱。當帶材冷應變率大于75%時，退火后會引起塑性各向異性。冷應變率在10%～15%，加熱到950～1050℃時（在釬焊過程中不可避免）晶粒顯著長大，致使合金塑性降低，對于薄的截面還可能喪失金屬的真空氣密性。因此成品的終應變率應控制在60%左右。
5.24J50焊接性能該合金具有良好的焊接性能，可釬焊和點焊。該合金與軟玻璃等材料封接前應進行預氧化處理。
5.34J50零件熱處理工藝熱處理可分為：應力退火、中間退火及預氧化處理。
(1)應力退火為零件在機械加工后的殘存應力要進行應力退火：430～540℃，保溫1～2h,爐冷或空冷。
(2)中間退火為合金在冷軋、冷拔、冷沖壓過程中引起的加工硬化現象，以利于繼續加工。工件需在真空或保護氣氛中，加熱到700～800℃，保溫30～60min，然后爐冷、空冷或水淬。
(3)預氧化處理該組合金作封接材料使用時，在封接前應進行預氧化處理。使合金表面生成一層厚度均勻、致密的氧化膜。零件在1100℃下，在飽和濕氫中，加熱30min，然后在大約800℃的空氣中氧化5～10min。零件的增重在0.1～0.3mg/cm2為適宜。
該組合金不能用熱處理硬化。
5.44J50表面處理工藝在熱處理、焊接或玻封之前，必須金屬表面污物、油脂。氧化層嚴重時可采用噴砂或先在熔融堿液中浸泡，然后再酸洗。輕微氧化皮可用25%yan酸溶液在70℃下酸洗。
5.54J50切削加工與磨削性能該合金切削加工特性和奧氏體不銹鋼相似。加工時采用高速鋼或硬質合金，低速切削加工，切削時可使用冷卻劑。磨削性能良好。
4J50 上海威勵金屬集團有限公司主要以的形式經營全國各大鋼廠生產的圓鋼、異性鍛件、板材等。如合金結構鋼、模具鋼、工具鋼、軸承鋼、高工鋼、耐熱鋼、鋼、不銹鋼、彈簧鋼。可為用戶加工生產材質型號的鍛材、軋材及冷拉圓鋼。并可長期供應各種規格鍛材、軋材及冷拉圓鋼及常年所代理公司的各種規格圓鋼。產地：撫鋼、西寧特鋼、大冶、上寶鋼、本鋼、首鋼、凌鋼、長城特鋼、通鋼、攀鋼集團、太原鍛鋼、石鋼、德國、日本進口的圓鋼。
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焊接性能和普通奧氏體不銹鋼相似，在使用一種焊接方法對C-276焊接之前，必須要采取措施以使焊縫及熱影響區的抗腐蝕性能下降小，如鎢ji氣體保護焊（GTAW）、金屬ji氣體保護焊（GMAW）、埋弧焊或其他一些可以使焊縫及熱影響區抗腐蝕性能下降小的焊接方法。4J50但對于諸如yang炔焊等有可能增加材料焊縫及熱影響區含碳量或含硅量的焊接方法是不適合采用的 。4J50關于焊接接頭形式的選擇，可以參照ASME鍋爐與壓力容器規范對哈氏C-276合金焊接接頭的成功經驗。4J50焊接坡口好采用機械加工的方法，但是機械加工會帶來加工硬化，所以對機械加工的坡口處進行焊接前打磨是必要的。4J50焊接時要采用適宜的熱輸入速度，以防止熱裂紋的產生。4J50