4J52板材 薄板 中厚板

4J52
铁镍定膨胀玻封合金4J52

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、持久和蠕能
----------3.4、性能
----------3.5、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
4J52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。
 1.14J52材料牌号4J52。
1.2 4J52相近牌号 见表1-1。
表1-1[1～3]

 美国 英国 日本 法国 德国
52H
52H-BИ Glass Sealing52
Niloy52 - N52 N52 Vacodil 520
FeNi52
1.3 4J52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 4J52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 - - 51.5～52.5 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 4J52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：在保护气氛或真空中加热到850℃±20℃，保温1h，以不大于300℃/min速度冷至400℃以下出炉[4]。
1.6 4J52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 4J52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 4J52应用概况与特殊要求4J52属玻封合金典型牌号，经航空工厂长期使用，性能稳定。
4J52合金主要用于与软铅玻璃封接，小型电子管引线。
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、4J52物理及化学性能
 2.1 4J52热性能
2.1.1 4J52溶化温度范围该合金溶化温度约为1430℃[1,2]。
2.1.2 4J52热导率λ=16.7W/(m·℃)[1,2]。
2.1.3 4J52比热容 该合金的比热容为502J/(kg℃)。
2.1.4 4J52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2-4。
表2-1

/10-6℃-1
20～300℃ 20～400℃ 20～450℃
9.8～11.0 9.8～11.0 -
2.2 4J52密度ρ=8.25g/cm3[1,2]。
2.3 4J52电性能电阻率ρ=0.43μΩ·m[1,2]。
表2-2[1,2]

/10-6℃-1
20～100℃ 20～200℃ 20～300℃ 20～350℃ 20～400℃ 20～450℃ 20～500℃ 20～600℃
10.3 10.4 10.2 10.3 10.3 10.3 10.3 10.8
2.4 4J52磁性能
2.4.1 4J52居里点 Tc=520℃[1,2]。
2.4.2 4J52合金的磁性能
2.5 4J52化学性能 合金在大气、淡水和海水中有较
好的耐腐蚀性。
4J52力学性能
3.1 4J52技术标准规定的性能
3.1.1 4J52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 4J52抗拉强度 合金带材的抗拉强度应符合表
3-2的规定。
3.2 4J52室温及各种温度下的力学性能
 3.2.1 4J52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 4J52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/%
550 276 35 65
3.3 4J52持久和蠕能
 3.4 4J52性能
3.5 4J52性性能
3.5.1 4J52性模量 该合金的性模量E=158GPa[1,2]。
四、4J52组织结构
4.1 4J52相变温度
4.2 4J52时间-温度-组织转变曲线
4.3 4J52合金组织结构该组合金均为稳定的奥氏体组织。
4.4 4J52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、4J52工艺性能与要求
 5.1 4J52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 4J52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 4J52零件热处理工艺 热处理可分为：应力退火、中间退火及预氧化处理。
 (1)应力退火 为零件在机械加工后的残存应力要进行应力退火：430～540 ℃，保温1～2h,炉冷或空冷。
(2)中间退火 为合金在冷轧、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]。
 该合金不能用热处理硬化。
5.4 4J52表面处理工艺 在热处理、焊接或玻封之前，必须金属表面污物、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%溶液在70℃下酸洗。
5.5 4J52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。磨削性能良好。

4J52对应标号无缝管销售厂家

我们常说的热扩钢管指的是密度比较低但是收缩很强的钢管，(无缝化钢管)都可以简称为热扩管。用斜轧法或拉拔法扩大管材直径的一种荒管精轧工序。在较短的时间内使钢管，可生产非标，特殊型号的无缝管，且成本低，生产效率高，是目前轧管领域的发展趋势。4J52 无缝管工艺流程管坯——检验——剥皮——检验——加热——穿孔——酸洗——修磨——风干——焊头——冷拔——固溶处理——酸洗——酸洗钝化——检验——冷轧——去油——切头——风干——内抛光 ——外抛光——检验——标识——成品包装 生产制造按生产不同可分为热轧管、冷轧 管、冷拔管、管等。

镍基合金的发展包括两个方面：合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初，

4J52真空熔炼技术的发展，为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50年代后期，由于涡轮叶片工作温度的提高，要求合金有更高的高温强度，但是合金的强度高了，就难以变形，甚至不能变形，于是采用熔模精密铸造工艺，发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要，60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内，镍基合金的工作温度从 700提高到11平均每年提高10左右。

镍基高温合金成分和性能

镍基高温合金中应用为广泛。

4J52主要原因在于，镍基合金中可以溶解较多合金元素，且能保持较好的组织稳定性；可以形成共格有序的 A3B型金属间化合物γ[Ni3(Al，Ti)]相作为强化相，使合金得到有效的强化，获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度；含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。

镍基合金含有十多种元素，其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用，其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为：固溶强化元素，如钨、钼、钴、铬和钒等；沉淀强化元素，如铝、钛、铌和钽；晶界强化元素，如硼、锆、镁和稀土元素等。

镍基高温合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。

镍基高温合金生产工艺

冶炼方面：为了获得更纯净化的钢水，

4J52减低气体含量与有害元素含量；同时由于部分合金中有易氧化元素如Al，Ti等存在，非真空方式冶炼难以控制；更是为了获得更好的热塑性，镍基耐热合金，通常采用真空感应炉熔炼，甚至用真空感应冶炼加真空自耗炉或电渣炉重熔方式进行生产。

变形方面：采用锻造、轧制工艺，对于热塑性差的合金甚至采用挤压开坯后轧制或用软钢(或不锈钢)包套直接挤压工艺。变形的目的是为了破碎铸造组织，优化微观组织结构。

铸造方面：通常用真空感应炉熔炼母合金保证成分与控制气体与杂质含量，并用真空重熔-精密铸造法制成零件。

热处理方面：变形合金和部分铸造合金需进行热处理，包括固溶处理、中间处理和时效处理，以Udmet 500合金为例，它的热处理制度分为四段：固溶处理，112小时，空冷；中间处理，104小时，空冷；一次时效处理，824小时，空冷；二次时效处理，716小时，空冷。以获得所要求的组织状态和良好的综合性能。

4J52从20世纪30年代后期起，英、德、美等国就开始研究高温合金。第二次大战期间，为了新型发动机的需要，高温合金的研究和使用进入了蓬展时期。40年代初，英国首先在80Ni-20Cr合金中加入少量铝和钛，形成γ相以进行强化，研制成种具有较高的高温强度的镍基合金。同一时期，美国为了适应式发动机用涡轮增压器发展的需要，开始用Vitallium钴基合金制作叶片。