4J34膨胀合金

一、4J34概述

    4J34是结合我国的陶瓷特点研制的陶瓷封接合金。合金在-60℃～600℃温度范围内具有与95%Al2O3陶瓷相近的线膨胀系数。主要用于和陶瓷进行匹配封接，是电真空工业中重要的封接结构材料。

1.1 4J34材料牌号 4J34。

1.2 4J34相近牌号 见表1-1。       

                                           表1-1

1.3 4J34材料的技术标准 YB/T 5234-1993《瓷封合金4J34、4J34技术条件》。

1.4 4J34化学成分  见表1-2。

                                          表1-2%

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。

1.5 4J34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，在保护气氛或真空中加热到900℃±20℃,保温1h，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。

1.6 4J34品种规格与供应状态 品种有丝、管、板、带和棒材。

1.7 4J34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 4J34应用概况与特殊要求 该合金经**工厂长期使用，性能稳定。主要用于电真空元件与Al2O3陶瓷封接。制造大型电子管和磁控管的电极、引出盘和引出线。在使用中应使选用的陶瓷与合金的膨胀系数相匹配。当选用合金时，应根据使用温度严格检验低温组织稳定性。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、4J34物理及化学性能

2.1 4J34热性能                                        

2.1.1 4J34熔化温度范围 该合金溶化温度约为1450℃。

2.1.2 4J34热导率  

2.1.3 4J34线膨胀系数 标准规定的合金平均线膨胀系数见表2-1。

该合金的平均线膨胀系数见表2-2。4J34合金的膨胀曲线见图2-1。

                  表2-1                                       表2-2

2.2 4J34密度 ρ=8.29g/cm3[1,4]。  

2.3 4J34电性能

2.3.1 4J34电阻率 ρ=0.45μΩ·m。

2.3.2 4J34电阻温度系数 

2.4 4J34磁性能

2.4.1 4J34居里点 Tc=470℃。  

2.4.2 4J34合金的磁性能 见表2-6。

                                              表2-6

在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.89T,矫顽力Hc=83.2A/m[1,2]。

2.5 4J34化学性能 该合金在大气、淡水和海水中具有较好的耐腐蚀性。

三、4J34力学性能

3.1 4J34技术标准规定的性能

3.1.1 4J34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的带材不做硬度检验。

                               表3-1

3.1.2 4J34抗拉强度 丝材和带材的抗拉强度应符合表3-2的规定。

                                        表3-2

3.2 4J34室温及各种温度下的力学性能 

3.2.1 4J34硬度 合金带材（退火态）硬度见表3-3。

3.2.2 4J34拉伸性能 合金（退火态）在室温的拉伸性能见表3-3。

                                    表3-3

3.3 4J34持久和蠕变性能

3.4 4J34疲劳性能 

3.5 4J34弹性性能 弹性模量E=142GPa。

四、4J34组织结构

4.1 4J34相变温度 4J34合金 γ→α相变温度在-80℃以下。           

4.2 4J34时间-温度-组织转变曲线 

4.3 4J34合金组织结构 该合金的组织为单相奥氏体。按1.5规定的热处理制度处理后，4J34再经-78.5℃下冷冻，不应出现马氏体组织。

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，镍是稳定奥氏体(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愈趋向稳定。合金的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。