4J29是什么材料?
4J29是膨胀合金 铁镍钴合金4J29合金又称可伐(Kovar)合金。该合金在20～450℃具有与硅硼硬玻璃相近的线膨胀系数，居里点较高，并有良好的低温组织稳定性。合金的氧化膜致密，能很好地被玻璃浸润。且不与汞作用，适合在含汞放电的仪表中使用。是电真空器件主要密封结构材料。用于制作与硬玻璃/陶瓷匹配封接的铁镍钴合金带材,棒材,板材,管材，多用于真空电子，电力电子等行业的器件使用。4J29对应牌号：KOVAR|ASTM F15|K94610|Nilo K4J29执行标准:YB/T 5231-20054J29应用概况与特殊要求：该合金是国际通用的典型的Fe-Ni-Co硬玻璃封接合金。经航空工厂长期使用，性能稳定。主要用于电真空元器件如发射管、振荡管、引燃管、磁控管、晶体管、密封插头、继电器、集成电路的引出线、底盘、外壳、支架等的玻璃封接。在应用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配。根据使用温度严格检验其低温组织稳定性。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。可伐合金因为含钴成分，产品比较耐磨。可伐易与钼组玻璃进行配合封接 ，一般工件表面要求镀金。4J29表面处理工艺 ：表面处理可用喷砂、抛光、酸洗。零件与玻璃封接后，为易于焊接，需去除封接时生成的氧化膜，可将零件在10%盐酸+10%硝酸的水溶液中，加热到70 ℃左右，酸洗2～5min。该合金具有良好的电镀性能，表面能镀金、银、镍、铬等金属。为便于零件间的焊接或热压粘结，常镀以铜、镍、金、锡的镀层。为改善高频电流的传导能力，降低接触电阻以保证正常的阴极发射特性，常镀以金、银的镀层。为提高器件的耐蚀性能可镀镍或金。4J29切削加工与磨削性能：该合金切削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。4J29主要规格：4J29无缝管、4J29钢板、4J29圆钢、4J29锻件、4J29法兰、4J29圆环、4J29焊管、4J29钢带、4J29直条、4J29丝材及配套焊材、4J29圆饼、4J29扁钢、4J29六角棒、4J29大小头、4J29弯头、4J29三通、4J29加工件、4J29螺栓螺母、4J29紧固件等。
4j29是什么材料？
4J29概述4J29合金又称可伐(Kovar)合金。该合金在20～450℃具有与硅硼硬玻璃相近的线膨胀系数，居里点较高，并有良好的低温组织稳定性。合金的氧化膜致密，能很好地被玻璃浸润。且不与汞作用，适合在含汞放电的仪表中使用。是电真空器件主要密封结构材料。1.1 4J29材料牌号 4J29。 1.2 4J29相近牌号 见表1-1。 表1-1[1～4]俄罗斯 美国 英国 日本 法国 德国 29HК Kovar Nilo K KV-1 Dilver P0 Vacon 12 29HК-BИ Rodar Techallony Glasseal 29-17 Telcaseal KV-2 KV-3 Dilver P1 Silvar 48 1.3 4J29材料的技术标准 YB/T 5231-1993《铁镍钴玻封合金4J29和4J44技术条件》。 1.4 4J29化学成分 见表1-2。表1-2 %C Mn Si P S Cu Cr Mo Ni Co Fe ≤ 0.03 0.5 0.30 0.020 0.020 0.20 0.20 0.20 28.5～29.5 16.8～7.8 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。铝、镁、锆和钛的含量各不大于0.10%，其总量应不大于0.20%。 1.5 4J29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，在氢气气氛中加热至900℃±20℃,保温1h，再加热至1100℃±20℃，保温15min，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。 1.6 4J29品种规格与供应状态 品种有丝、带、板、管和棒材。1.7 4J29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 4J29应用概况与特殊要求 该合金是国际通用的典型的Fe-Ni-Co硬玻璃封接合金。经航空工厂长期使用，性能稳定。主要用于电真空元器件如发射管、振荡管、引燃管、磁控管、晶体管、密封插头、继电器、集成电路的引出线、底盘、外壳、支架等的玻璃封接。在应用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配。根据使用温度严格检验其低温组织稳定性。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、4J29物理及化学性能2.1 4J29热性能 2.1.1 4J29溶化温度范围 该合金溶化温度约为1450℃[1,2]。 2.1.2 4J29热导率 见表2-1。 表2-1[1]θ/℃ 100 200 300 400 500 λ/(W/(m·℃)) 20.6 21.5 22.7 23.7 25.4 2.1.3 4J29比热容 在0℃时，比热容为440J/(kg•℃)；在430℃时，比热容为649J/(kg•℃)。 2.1.4 4J29线膨胀系数 标准规定α1(20～400℃)=(4.6～5.2)×10-6℃-1；α1(20～450℃)=(5.1～5.5)×10-6℃-1(当用于晶体管时上限为5.6×10-6℃-1)。 合金的平均线膨胀系数见表2-2。合金的膨胀曲线见图2-1。 2.2 4J29密度 2.3 4J29电性能2.3.1 4J29电阻率 ρ=0.48μΩ·m[1,5]。表2-2[1]θ/℃ /10-6℃-1请点击输入图片描述 θ/℃ /10-6℃-1请点击输入图片描述 20～60 7.8 20～500 6.2 20～100 6.4 20～550 7.1 20～200 5.9 20～600 7.8 20～300 5.3 20～700 9.2 20～400 5.1 20～800 10.2 20～450 5.3 20～900 11.4 2.3.1 4J29电阻温度系数 见表2-3。 表2-3[1]温度范围/℃ 20～50 20～85 20～100 20～200 20～300 20～400 αR/10-3℃-1 3.7 3.7 3.9 3.9 3.7 3.3 2.4 4J29磁性能 2.4.1 4J29居里点 Tc=430℃[1,5]。 2.4.2 4J29合金的磁性能 见表2-4[1]。在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.98T，矫顽力Hc=68.8A/m[1,2]。 2.5 4J29化学性能 合金在大气、淡水和海水中有较好的耐腐蚀性。 表2-4[1,2]H/(A/m) B/T H/(A/m) B/T H/(A/m) B/T 8 0.9×10-2 80 0.35 2000 1.47 16 2.1×10-2 160 0.81 4000 1.61 24 3.6×10-2 400 1.17 40 8.3×10-2 800 1.34 4J29力学性能 3.1 4J29技术标准规定的性能 3.1.1 4J29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时不作硬度检验。 3.1.2 4J29抗拉强度 丝材和带材的抗拉强度应符合表3-2的规定。 表3-1状态 δ/mm 硬度HV 深冲态 >2.5 ≤170 ≤2.5 ≤165 表3-2状态代号 状态 σb/MPa 丝材 带材 R 软态 <585 <570 1/4I 1/4硬态 585～725 520～630 1/2I 1/2硬态 655～795 590～700 3/4I 3/4硬态 725～860 600～770 I 硬态 >850 >700 3.2 4J29室温及各种温度下的力学性能 3.2.1 4J29硬度 冷应变率为50%的带材，在不同退火温度下的硬度见图3-1。 3.2.2 4J29拉伸性能 合金（退火态）在室温的拉伸性能见表3-3。冷应变率为50%的带材，在不同退火温度下的拉伸性能见图3-2。 表3-3[1,5]σb/MPa σP0.2/MPa δ/% 520 330 30 3.3 4J29持久和蠕变性能3.4 4J29疲劳性能 3.5 4J29弹性性能 3.5.1 4J29弹性模量 E=138GPa。 四、4J29组织结构 4.1 4J29相变温度 γ→α相变温度在-80℃以下。 4.2 4J29时间-温度-组织转变曲线 4.3 4J29合金组织结构 合金按1.5规定的热处理制度处理后，再经-78.5℃冷冻，大于等于4h不应出现马氏体组织。但当合金成分不当时，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越趋向稳定。合金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。 4.4 4J29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%。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。 冷应变率为60%～70%的厚的带材，在表4-1所示温度下退火1h,空冷后，按YB 027-1992附录A评级，其晶粒度见表4-1。 表4-1[1,2]退火温度/℃ 675 700 750 800 900 1000 1100 1200 晶粒度级别 开始再结晶 >10 >10 10 7.5 5.0 4.0 3.0 五、4J29工艺性能与要求 5.1 4J29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。在冷轧时，当带材的冷应变率大于70%时，退火后会引起塑性各向异性；冷应变率在10%～15%范围时，合金在退火后会导致晶粒急剧长大，也将产生合金的塑性各向异性。当最终应变率为60%～65%，晶粒度为7～8.5级时，其塑性各向异性最小[2,4,7～9]。 合金带材的杯突值与厚度的关系见图5-1。5.2 4J29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。 该合金与玻璃封接前，应清洗干净，随后进行高温湿氢处 理、预氧化处理。 5.3 4J29零件热处理工艺 热处理可分为：消除应力退火、 中间退火、净化去气处理、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：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。工件需在干氢、分解氨 或真空中，加热到750～900℃，保温14min～1h，然后炉冷， 空冷或水淬。(3)净化去气处理 零件成形后，预氧化处理前，需进行湿氢处理，处理前应进行除油。工作需在饱和湿氢中，加热到950～1050 ℃，保温10～30min,然后炉冷。 (4)预氧化处理 合金在湿氢处理后，熔封前一般要进行预氧化处理，使合金表面生成一层厚度均匀、致密的氧化膜，该氧化膜与基体结合牢固，且能很好地与熔融的玻璃浸润。零件在湿氢处理后，在大约800℃的空气中氧化。零件的增重在0.2～0.4mg/cm2范围为宜[10]。 该合金不能用热处理硬化。5.4 4J29表面处理工艺 表面处理可用喷砂、抛光、酸洗。零件与玻璃封接后，为易于焊接，需去除封接时生成的氧化膜，可将零件在10%盐酸+10%硝酸的水溶液中，加热到70 ℃左右，酸洗2～5min。 该合金具有良好的电镀性能，表面能镀金、银、镍、铬等金属。为便于零件间的焊接或热压粘结，常镀以铜、镍、金、锡的镀层。为改善高频电流的传导能力，降低接触电阻以保证正常的阴极发射特性，常镀以金、银的镀层。为提高器件的耐蚀性能可镀镍或金[11]。 5.5 4J29切削加工与磨削性能 该合金切削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。