4J42膨脹合金
一、4J42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。該合金是電真空工業中廣泛使用的封接結構材料。
1.1 4J42材料牌號 4J42。
1.2 4J42相近牌號 見表1-1。
表1-1
俄羅斯 美國 英國 日本 法國 德國
42H Glass Sealing42
Uniseal42 Nilo42
Invar D
NSD N42 Vacodil 42
Nilo42
1.3 4J42材料的技術標準 YB/T 5235-1993《鐵鎳鉻、鐵鎳封接合金技術條件》。
1.4 4J42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 - 41.5～42.5 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。
1.5 4J42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。
1.6 4J42品種規格與供應狀態 品種有棒材、管材、板材、帶材和絲材。
1.7 4J42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。
1.8 4J42應用概況與特殊要求 4J42屬玻封合金典型牌號，經航空工廠長期使用，性能穩定。
4J42合金主要用于和軟玻璃、陶瓷等封接，制作電子管、晶體管和集成電路的引線、框架和密封插頭。
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、4J42物理及化學性能
2.1 4J42熱性能
2.1.1 4J42溶化溫度范圍 該合金溶化溫度約為1430℃。
2.1.2 4J42熱導率 λ=14.6W/(m?℃)。
2.1.3 4J42比熱容 該合金的比熱容為502J/(kg?℃)。
2.1.4 4J42線膨脹系數 標準規定的合金平均線膨脹系數見表2-1。合金的平均線膨脹系數見表2-2。合金的膨脹曲線見圖2-1。
表2-1
/10-6℃-1
20～300℃ 20～400℃ 20～450℃
4.0～5.0 - 6.5～7.5
2.2 4J42密度 ρ=8.12g/cm3。
2.3 4J42電性能 電阻率ρ=0.61μΩ?m。
表2-2
/10-6℃-1
20～100℃ 20～200℃ 20～300℃ 20～350℃ 20～400℃ 20～450℃ 20～500℃ 20～600℃
5.6 4.9 4.8 4.95 5.9 6.9 7.8 9.2
2.4 4J42磁性能
2.4.1 4J42居里點 Tc=360℃。
2.4.2 4J42合金的磁性能 4J42合金的磁性能見表2-7。
在4000A/m下，剩余磁感應強度Br=0.99T，矯頑力Hc=28.8A/m。
2.5 4J42化學性能 合金在大氣、淡水和海水中有較好的耐腐蝕性。
表2-7
H/(A/m) 8 16 24 40 80
B/T 0.027 0.082 0.27 0.76 1.02
H/(A/m) 160 400 800 2000 4000
B/T 1.16 1.31 1.42 1.53 1.58
三、4J42力學性能
3.1 4J42技術標準規定的性能
3.1.1 4J42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。
3.1.2 4J42抗拉強度 合金帶材的抗拉強度應符合表3-2的規定。
3.2 4J42室溫及各種溫度下的力學性能
3.2.1 4J42硬度 該組合金（退火態）硬度HV均約為135。
表3-1
δ/mm HV 狀態代號 狀態 σb/MPa
<2.5 ≤170 R 軟態 820
3.2.2 4J42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/%
490 234 35 65
3.3 4J42持久和蠕變性能
3.4 4J42疲勞性能
3.5 4J42彈性性能
3.5.1 4J42彈性模量 該組合金的彈性模量E=147GPa。
四、4J42組織結構
4.1 4J42相變溫度
4.2 4J42時間-溫度-組織轉變曲線
4.3 4J42合金組織結構 該組合金均為穩定的奧氏體組織。
4.4 4J42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。
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