4J34

目錄

概述--------------------------------------------------------------- 3
----------1.1、材料牌號
----------1.2、相近牌號
----------1.3、材料的技術標準
----------1.4、化學成分
----------1.5、熱處理制度
----------1.6、品種規格與供應狀態
----------1.7、熔煉與鑄造工藝
----------1.8、應用概況與特殊要求
特理及化學性能------------------------------------------------3
----------2.1、熱性能
----------2.2、密度
----------2.3、電性能
----------2.4、磁性能
----------2.5、化學性能
力學性能---------------------------------------------------------4
----------3.1、技術標準規定的性能
----------3.2、室溫下及各種溫度下的力學性能
----------3.3、持久和蠕變性能
----------3.4、疲勞性能
----------3.5、彈性性能
組織機構---------------------------------------------------------5
----------4.1、相應溫度
----------4.2、合金組織機構
----------4.3、時間-溫度-組織轉變曲線
----------4.4、晶粒度
工藝性能與要求------------------------------------------------5
----------5.1、成形性能
----------5.2、焊接性能
----------5.3、零件熱處理工藝
----------5.4、表面處理工藝
----------5.5、切削加工與磨削性能

4J34概述
 4J34是結合我國的陶瓷特點研制的陶瓷封接合金。合金在-60℃～600℃溫度范圍內具有與95%Al2O3陶瓷相近的線膨脹系數。主要用于和陶瓷進行匹配封接，是電真空工業中重要的封接結構材料。
 1.1 4J34材料牌號 4J34。
1.2 4J34相近牌號 見表1-1。 
表1-1[1～3]

1.3 4J34材料的技術標準 YB/T 5234-1993《瓷封合金4J33、4J34技術條件》。
1.4 4J34化學成分  見表1-2。  表1-2   %

在平均線膨脹系數達到標準規定條件下，允許鎳、鈷含量偏離表1-2規定范圍。
1.5 4J34熱處理制度 標準規定的膨脹系數及低溫組織穩定性的性能檢驗試樣，在保護氣氛或真空中加熱到900℃±20℃,保溫1h，以不大于5℃/miN速度冷至200℃以下出爐。
1.6 4J34品種規格與供應狀態 品種有絲、管、板、帶和棒材。
 1.7 4J34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 4J34應用概況與特殊要求 該合金經航空工廠長期使用，性能穩定。主要用于電真空元件與Al2O3陶瓷封接。制造大型電子管和磁控管的電極、引出盤和引出線。在使用中應使選用的陶瓷與合金的膨脹系數相匹配。當選用合金時，應根據使用溫度嚴格檢驗低溫組織穩定性。在加工過程中應進行適當的熱處理，以保證材料具有良好的深沖引伸性能。當使用鍛材時應嚴格檢驗其氣密性。
二、4J34物理及化學性能
 2.1 4J34熱性能
2.1.1 4J34熔化溫度范圍 該合金溶化溫度約為1450℃[1,2]。
2.1.2 4J34熱導率
2.1.3 4J34線膨脹系數 標準規定的合金平均線膨脹系數見表2-1。
該合金的平均線膨脹系數見表2-2。4J34合金的膨脹曲線見圖2-1。
 表2-1 表2-2[1]

2.2 4J34密度 見表2-3。 表2-3[1,4]

2.3 4J34電性能
2.3.1 4J34電阻率 見表2-3。
2.3.2 4J34電阻溫度系數 
2.4 4J34磁性能
2.4.1 4J34居里點 Tc=470℃[1,2]。

2.4.2 4J34合金的磁性能 見表2-6。
表2-6[1,2]

在4000A/m下，剩余磁感應強度Br=0.89T,矯頑力Hc=83.2A/m[1,2]。
2.5 4J34化學性能 該合金在大氣、淡水和海水中具有較好的耐腐蝕性。
4J34力學性能
3.1 4J34技術標準規定的性能
3.1.1 4J34硬度 深沖態帶材的硬度應符合表3-1的規定。厚度不大于0.2mm的帶材不做硬度檢驗。
表3-1

3.1.2 4J34抗拉強度 絲材和帶材的抗拉強度應符合表3-2的規定。
  表3-2

3.2 4J34室溫及各種溫度下的力學性能
3.2.1 4J34硬度 合金帶材（退火態）硬度見表3-3。
3.2.2 4J34拉伸性能 合金（退火態）在室溫的拉伸性能見表3-3。
表3-3[1,2,4]

3.3 4J34持久和蠕變性能
 3.4 4J34疲勞性能 
3.5 4J34彈性性能 彈性模量E=142GPa。

四、4J34組織結構
4.1 4J34相變溫度 4J34合金 γ→α相變溫度在-80℃以下。
4.2 4J34時間-溫度-組織轉變曲線 
4.3 4J34合金組織結構 該合金的組織為單相奧氏體。按1.5規定的熱處理制度處理后，4J34再經-78.5℃下冷凍，不應出現馬氏體組織。
當合金成分不當時，在常溫或低溫下將發生不同程度的奧氏體(γ)向針狀馬氏體(α)轉變。相變時伴隨著體積膨脹效應。合金的膨脹系數相應增高，致使封接件的內應力劇增，甚至造成部分損壞。影響合金低溫組織穩定性的主要因素是合金的化學成分。從Fe-Ni-Co三元相圖中可以看到，鎳是穩定奧氏體(γ)相的主要元素，鎳含量偏高有利于γ相的穩定。隨合金總變形率增加其組織愈趨向穩定。合金的成分偏析也可能造成局部區域的γ→α相變。此外，晶粒粗大也會促進γ→α相變[2,5,6]。
4.4 4J34晶粒度 標準規定，深沖態帶材的晶粒度應不小于7級，小于7級的晶粒不得超過面積的10%。對厚度小于0.13mm的帶材，估計平均晶粒度時，沿帶材厚度方向晶粒個數應不少于8個。
五、4J34工藝性能與要求
5.1 4J34成形性能 該合金具有良好的冷、熱加工性能，可制成各種復雜形狀的零件。但應避免在含硫的氣氛中加熱。在冷加工時，帶材的冷應變率大于70%，退火后會引起塑性各向異性。應變率在10%～15%內，合金在退火時會導致晶粒急劇長大，也將產生合金的塑性各向異性。當終應變率為60%～65%，晶粒度7～8.5級時，其塑性各向異性小。
5.2 4J34焊接性能 該合金可采用釬焊、熔焊、電阻焊等方法與銅、鋼、鎳等金屬焊接。當合金中鋯含量大于0.06%時，將影響板材的氬弧焊焊接質量，甚至使焊縫開裂。
該合金的零件在與陶瓷封接前，應進行退火、清洗、鍍鎳，然后與金屬化后再鍍鎳的陶瓷件用銀焊封接。
5.3 4J34零件熱處理工藝 熱處理可分為：消除應力退火、中間退火。
(1)消除應力退火 為消除零件在機械加工后的殘存應力，要進行消除應力退火：470～540℃，保溫1～2h，爐冷或空冷。
(2)中間退火 為消除合金在冷軋、冷拔、冷沖壓過程引起的加工硬化現象，以利于繼續加工。工件需在干氫、分解氨或真空中加熱到750～900℃，保溫15miN～1h，然后爐冷、空冷或水淬。
該合金不能用熱處理硬化。
5.4 4J34表面處理工藝 表面處理可用噴砂、拋光、酸洗。該合金具有良好的電鍍性能，表面能鍍金、銀、鎳、鉻等金屬。
5.5 4J34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刀具，低速切削加工。切削時可使用冷卻劑。該合金磨削性能良好。