4J40

高溫低膨脹合金4J40

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(guī)格與供應狀態(tài)
----------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---------------------------------------------------------3
組織機構---------------------------------------------------------3
----------4.1、相應溫度
----------4.2、合金組織機構
----------4.3、時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
工藝性能與要求------------------------------------------------4
----------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

4J40概述
 4J40屬于Fe-Ni-Co三元合金，居里點在300℃以上。該合金在-20～300℃溫度范圍內(nèi)具有較低的膨脹系數(shù)，直至-60℃溫度下，不發(fā)生奧氏體(γ)→馬氏體(M)的轉(zhuǎn)變。該合金主要用于制造要求在-50～300℃溫度范圍內(nèi)尺寸高度精密的儀表零件和電子器件。
 1.1 4J40材料牌號 4J40。
1.2 4J40相近牌號
1.3 4J40材料的技術標準 YB/T 5241-1993《低膨脹合金4J32、4J36、4J38和4J40技術條件》。
1.4 4J40化學成分 見表1-1。
  表1-1  %

在平均線膨脹系數(shù)達到標準規(guī)定條件下，允許鎳、鈷含量偏離表1-1規(guī)定范圍。
 1.5 4J40熱處理制度 標準規(guī)定的膨脹系數(shù)及低溫組織穩(wěn)定性的性能檢驗試樣按下述方法加工和熱處理：將半成品試樣加熱至840℃±10℃，保溫1h,水淬，再將試樣加工為成品試樣，在315℃±10℃保溫1h，隨爐冷或空冷。
1.6 4J40品種規(guī)格與供應狀態(tài) 管、絲和帶材。
 1.7 4J40熔煉與鑄造工藝 用非真空感應、真空感應爐和電弧爐熔煉。
1.8 4J40應用概況與特殊要求 該合金是20世紀70年代我國研制的新產(chǎn)品。經(jīng)多年使用性能穩(wěn)定。主要用于電真空工業(yè)中制造各種束調(diào)管、微波管的諧振腔和外形尺寸隨溫度變化較小的零部件。在使用中應嚴格控制熱處理工藝及加工工藝，根據(jù)使用溫度應嚴格檢驗其組織穩(wěn)定性能。
二、4J40物理及化學性能
 2.1 4J40熱性能
2.1.1 4J40線膨脹系數(shù) 標準規(guī)定α1(20～
300℃)≤2.0×10-6℃-1。
合金的平均線膨脹系數(shù)見表2-1。合金的
膨脹曲線見圖2-1。
 表2-1[1]

 
  2.2 4J40密度
2.3 4J40電性能 
 2.4 4J40A 合金在大氣、淡水和海水中有較好的耐腐蝕性。
4J40力學性能
四、4J40組織結構
4.1 4J40相變溫度 γ→α相變溫度在－60℃以下。  
4.2 4J40時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線 
4.3 4J40合金組織結構 合金按1.5規(guī)定的熱處理制度處理后，為奧氏體組織，而且再經(jīng)-60℃冷凍2h,不應出現(xiàn)馬氏體組織。但當合金成分不當時，在常溫或低溫下將發(fā)生不同程度的

奧氏體(γ)向針狀馬氏體(α)轉(zhuǎn)變，相變時伴隨著體積膨脹效應。
五、4J40工藝性能與要求
 5.1 4J40成形性能 該合金很容易冷、熱加工。熱加工時應避免在含硫的氣氛中加熱。
5.2 4J40焊接性能 合金可采用釬焊、熔焊、電阻焊等方法焊接。由于膨脹系數(shù)與化學成分有關，應盡量避免因焊接造成合金成分的改變，因此，好采用氬弧焊。  
 5.3 4J40零件熱處理工藝 熱處理可分為：消除應力退火、中間退火及穩(wěn)定化處理。
 (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：530～550 ℃，保溫1～2h,爐冷。
 (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(xiàn)象，以利于繼續(xù)加工。工件加熱到830～880 ℃，保溫30miN，爐冷或空冷。
 (3)穩(wěn)定化處理 為獲得具有較低的膨脹系數(shù)又能使其性能穩(wěn)定。一般采用三段處理。
 a)均勻化：在加熱中，合金中的雜質(zhì)充分固溶和合金元素趨于均勻。工件在保護氣氛中，加熱到830 ℃，保溫20miN～1h，淬火。
 b)回火：在回火過程中能夠部分消除由淬火產(chǎn)生的應力。工件加熱到315 ℃，保溫1～4h，爐冷。
c)穩(wěn)定化時效：使合金的尺寸穩(wěn)定。工件加熱到95℃，保溫48h。
對于冷加工或機械加工后的高精度零件，不宜采用高溫處理時，可采用下述消除應力穩(wěn)定化處理：工件加熱到315～370℃，1～4h。
 該合金不能用熱處理硬化。
5.4 4J40表面處理工藝 表面處理可采用噴砂、拋光或酸洗。合金可用25%鹽酸溶液在70℃下酸洗，清除氧化皮。
5.5 4J40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(zhì)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。