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4j33
一、4j33概述
4j33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。
1.14j33材料牌号4j33。
1.24j33相近牌号见表1-1。
表1-1[1～3]
俄罗斯
日本
德国
33hк(ni33co17)
-
kv-4(ni33co17)
-
1.34j33材料的技术标准yb/t5234-1993《瓷封合金4j33、4j34技术条件》。
1.44j33化学成分见表1-2。
表1-2%
c
mn
si
p
s
ni
co
fe
≤
0.05
0.50
0.30
0.020
0.020
32.0～33.6
14.0～15.2
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。
1.54j33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。
1.64j33品种规格与供应状态品种有丝、管、板、带和棒材。
1.74j33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。
1.84j33应用概况与特殊要求该合金经航空工厂使用，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、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、4j33物理及化学性能
2.14j33热性能
2.1.14j33熔化温度范围该合金溶化温度约为1450℃[1,2]。
2.1.24j33热导率4j33合金热导率λ=17.6w/(m?℃)[1,2]。
2.1.34j33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。4j33合金的膨胀曲线见图2-1。
表2-1 表2-2[1]
/10-6℃-1
/10-6℃-1
20～400℃
20～500℃
20～600℃
20～300℃
20～400℃
20～500℃
20～600℃
6.0～6.8
6.6～7.4
-
6.3
6.1
6.9
8.3
2.24j33密度ρ=8.27g/cm3[1,4]。
2.34j33电性能
2.3.14j33电阻率ρ=0.46μω?m[1,4]。
2.3.24j33电阻温度系数见表2-4。
表2-4[1,2]
温度范围/℃
20～100
20～200
20～300
20～400
20～500
αr/10-3℃-1
4.2
4.1
3.9
3.6
3.2
2.44j33磁性能
2.4.14j33居里点tc=440℃[1,2]。
2.4.24j33合金的磁性能见表2-6。
表2-6[1,2]
h/(a/m)
b/t
h/(a/m)
b/t
8
1.0?10-2
160
0.89
16
2.2?10-2
400
1.19
24
3.9?10-2
800
1.35
40
9.1?10-2
2000
1.49
80
0.47
4000
1.61
在4000a/m下，剩余磁感应强度br=1.06t,矫顽力hc=63.2a/m[1,2]。
2.54j33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、4j33力学性能
3.14j33技术标准规定的性能
3.1.14j33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
状态
δ/mm
hv
深冲态
>2.5
≤170
≤2.5
≤165
3.1.24j33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
状态代号
状态
σb/mpa
丝材
带材
r
软态
<585
<570
y
硬态
>860
>700
3.24j33室温及各种温度下的力学性能
3.2.14j33硬度合金带材（退火态）硬度见表3-3。
3.2.24j33拉伸性能合金（退火态）在室温的拉伸性能见表3-3。
表3-3[1,2,4]
σb/mpa
σp0.2/mpa
δ/%
hv
539
343
32
158
3.34j33持久和蠕变性能
3.44j33疲劳性能
3.54j33弹性性能弹性模量e=139gpa。
四、4j33组织结构
4.14j33相变温度4j34合金γ→α相变温度在-80℃以下。4j33较4j34组织稳定。
4.24j33时间-温度-组织转变曲线
4.34j33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[2,5,6]。
4.44j33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%。对厚度小于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1mm厚4j33带材，在表4-1所示温度下退火，空冷后，按yb027－1992附录a进行晶粒度评级，结果见表4-1。
表4-1
退火温度/℃
600
650
700
750
800
900
1000
1100
1200
晶粒度级别
开始再结晶
>10
>10
10
10
8.0
6.5
5.0
4.0
五、4j33工艺性能与要求
5.14j33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。但应避免在含的气氛中加热。在冷加工时，带材的冷应变率大于70%，退火后会引起塑性各向。应变率在10%～15%内，合金在退火时会导致晶粒急剧长大，也将产生合金的塑性各向。当终应变率为60%～65%，晶粒度7～8.5级时，其塑性各向小。
5.24j33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。
该合金的零件在与陶瓷封接前，应进行退火、清洗、镀镍，然后与金属化后再镀镍的陶瓷件用银焊封接。
5.34j33零件热处理工艺热处理可分为：消除应力退火、中间退火。
(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15min～1h，然后炉冷、空冷或水淬。
该合金不能用热处理硬化。
5.44j33表面处理工艺表面处理可用喷砂、抛光、酸洗。该合金具有良好的电镀性能，表面能镀金、银、镍、铬等金属。
5.54j33切削加工与磨削性能该合金切削加工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。
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