研究4J4747HX性能工艺标准.docx
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研究4J4747HX性能工艺标准
上海钢研-张工:
158–O185–9914
一、概述
4J47在20~400℃温度范围内,具有与软玻璃相近的膨胀系数,用于与相应的软玻璃匹配封接。
该类合金中含有铬,经氧化处理后,合金表面生成非常致密的氧化膜,与基体结合牢固,且与软玻璃浸润性好。
因此,能获得高强度的封接面。
是电真空工业中的重要封接结构材料。
1.14J47材料牌号4J47。
1.24J47相近牌号见表1-1。
1.34J47材料的技术标准YB/T5235-1993《铁镍铬、铁镍封接合金技术条件》。
1.44J47化学成分见表1-2。
在平均线膨胀系数达到标准规定条件下,允许镍、铬含量偏离表1-2规定的范围。
对于制造焊管的4J47合金铝的质量分数应不大于0.10%。
1.54J47热处理制度标准规定的膨胀系数性能检验试样在氢气气氛中将试样加热至1100℃±20℃,保温15min,以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。
1.64J47品种规格与供应状态品种有丝、管、板、带和棒。
1.74J47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。
1.84J47应用概况与特殊要求该组合金经航空工厂长期使用,性能稳定。
主要用于制作各种电真空元器件,如电子束管的阳极帽等。
在应用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配。
为提高金属与玻璃的封接强度,允许合金中含有一定的铝、铈。
在热处理时,应避免其晶粒过大,以保证带材具有良好的深冲引伸性能及气密性。
二、4J47物理及化学性能
2.14J47热性能
2.1.14J47溶化温度范围该合金的溶化温度约为1430℃[5]。
2.1.24J47热导率见表2-1。
2.1.34J47比热容该合金的比热容约为504J/(kg•℃)。
2.1.44J47线膨胀系数标准规定的平均线膨胀系数见表2-2。
该合金的平均线膨胀系数见表2-3。
4J47合金的膨胀曲线见图2-1。
2.24J47密度见表2-1。
2.34J47电性能
2.3.14J47电阻率见表2-1。
2.3.24J47电阻温度系数见表2-4。
2.44J47磁性能
2.4.14J47居里点Tc=400℃[1,6]。
2.4.24J47合金的磁性能见表2-5[1,2]。
在4000A/m下,剩余磁感应强度Br=0.97T,矫顽力Hc=29.6A/m[1,2]。
2.54J47化学性能合金在大气、淡水和海水中具有较好的耐腐蚀性;有良好的抗氢氟酸腐蚀性能。
三、4J47力学性能
3.14J47技术标准规定的性能
3.1.14J47硬度深冲态带材的维氏硬度应小于等于190。
厚度不大于0.2mm时不作硬度试验。
3.1.24J47抗拉强度合金带材的抗拉强度应符合表3-1的规定。
3.24J47室温及各种温度下的力学性能
3.2.14J47硬度合金带材(退火状态)的硬度见表3-2[1,2]。
3.2.24J47拉伸性能合金(退火状态)在室温的拉伸性能见表3-2。
3.34J47持久和蠕变性能
3.44J47疲劳性能
3.54J47弹性性能
3.5.14J47弹性模量E=142GPa。
四、4J47组织结构
4.14J47相变温度
4.24J47时间-温度-组织转变曲线
4.34J47合金组织结构该合金处于Fe-Ni-Cr三元相图的稳定奥氏体区域。
合金为单相奥氏体组织。
4.44J47晶粒度标准规定,合金深冲态带材的晶粒度应不小于7级,小于7级的晶粒度不得超过面积的10%。
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。
五、4J47工艺性能与要求
5.14J47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。
4J47、合金的热加工温度在1160℃左右。
该合金应避免在含硫气氛中加热。
当带材冷应变率大于70%时,退火后会引起塑性各向异性[6]。
5.24J47焊接性能该合金可采用电弧焊、氧乙炔焊。
在预氧化处理后,特别在与玻璃封接后,很难进行电阻焊。
该合金与玻璃封接前应进行预氧化处理。
5.34J47零件热处理工艺热处理可分为:
消除应力退火、中间退火、预氧化处理。
(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:
零件在保护气氛中加热到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、冷冲压过程中引起的加工硬化现象,以利于继续加工。
工件需在保护气氛中加热到800~900℃,保温20min,炉冷或空冷。
(3)预氧化处理为使合金表面生成一层厚度均匀、致密的氧化膜,该氧化膜与基体结合牢固,且能很好地与熔融的玻璃浸润。
零件在饱和湿氢中,加热到1150~1250℃,保温30~50min,空冷。
零件的增重在0.2~0.4mg/cm2范围为宜。
5.44J47表面处理工艺表面处理可采用喷砂、抛光、酸洗。
合金在封接前可在乙酸+硝酸或乙酸酐+盐酸中酸洗。
5.54J47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。
高温合金分为三类材料:
760℃高温材料、1200℃高温材料和1500℃高温材料,抗拉强度800MPa。
或者说是指在760--1500℃以上及一定应力条件下长期工作的高温金属材料,具有优异的高温强度,良好的抗氧化和抗热腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能,已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。
按照现有的理论,760℃高温材料按基体元素主要可分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金。
按制备工艺可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金。
按强化方式有固溶强化型、沉淀强化型、氧化物弥散强化型和纤维强化型等。
高温合金主要用于制造航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡、高压压气机盘和燃烧室等高温部件,还用于制造航天飞行器、发动机、核反应堆、石油化工设备以及煤的转化等能源转换装置。
760℃高温材料变形高温合金
变形高温合金是指可以进行热、冷变形加工,工作温度范围-253~1320℃,具有良好的力学性能和综合的强、韧性指标,具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。
按其热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。
GH后位数字表示分类号即1、固溶强化型铁基合金2、时效硬化型铁基合金3、固溶强化型镍基合金4、钴基合金GH后,二,三,四位数字表示顺序号。
1、固溶强化型合金
使用温度范围为900~1300℃,高抗氧化温度达1320℃。
例如GH128合金,室温拉伸强度为850MPa、屈服强度为350MPa;1000℃拉伸强度为140MPa、延伸率为85%,1000℃、30MPa应力的持久寿命为200小时、延伸率40%。
固溶合金一般用于制作航空、航天发动机燃烧室、机匣等部件。
2、时效强化型合金
使用温度为-253~950℃,一般用于制作航空、航天发动机的涡与叶片等结构件。
制作涡的合金工作温度为-253~700℃,要求具有良好的高低温强度和抗疲劳性能。
例如:
GH4169合金,在650℃的高屈服强度达1000MPa;制作叶片的合金温度可达950℃,例如:
GH220合金,950℃的拉伸强度为490MPa,940℃、200MPa的持久寿命大于40小时。
变形高温合金主要为航天、航空、核能、石油民用工业提供结构锻件、饼材、环件、棒材、板材、管材、带材和丝材。
上海商虎具备交货及时,按需轧制,按需切割加工的供货能力,确保准确快速地为用户提供合格优质的高端产品。
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我们提供的材料已广泛用于高温、强腐蚀等复杂环境,代表行业主要为:
热处理、冶炼、环保、、造纸、压力容器、热交换、电炉、电力设备等。
合号
国外同类合金
材 料 特 点
GH3030
эи435
合金在800℃以下有满意的热强性和高的塑性,具有良好的抗氧化、热疲劳、冷冲压和焊接工艺性能。
GH4033
эи437
合金在700~750℃具有足够的高温强度,在900℃以下具有良好的抗氧化性,合金的冷热加工性能良好。
GH33A
在GH33合金的基础上进一步合金化,使合金具有良好的综合性能,晶粒均匀细小,屈服强度高,易于热加工成型,使用温度在750℃以下。
GH33B
在GH33A的基础上添加微量元素,进一步提高合金的塑性和持久寿命,了合金的缺口敏感性。
GH37
эи617
合金在850℃以下使用具有高的热强性、良好的综合性能和组织稳定性。
GH3039
Эи602
合金在800℃以下有中等的热强性和良好热疲劳性能,1000℃以下抗氧化性能良好,长期使用组织稳定,还具有良好的冷成型和焊接性能。
GH3044
Эи868
固溶强化的抗氧化合金,在900℃以下具有高的塑性和中等热强性,具有优良的抗氧化性能和良好的冲压、焊接工艺性能,长期使用组织性能稳定。
GH4049
Эи929
合金为高合金化的镍基难变形高温合金,在1000℃以下具有良好的抗氧化性能,950℃以下具有较高的高温强度
GH80A
Nimonic80A
合金成分简单,性能与GH33合金相当,组织细小,热加工温度范围宽,热加工塑性好。
GH98
Эп99
是一种高合金化、高热强性的弥散强化合金,使用温度高达1000℃,用于涡轮导向叶片,加力燃烧室材料。
900℃以下有好的抗氧化性能、冷热疲劳性能及焊接性能。
。
。
GH99
эп693
高合金化的镍基时效合金,有较高的热强性,900℃以下可以长期使用,高工作温度可达1000℃,合金的组织稳定,具有满意的冷热加工成型和焊接工艺性能。
GH105
Nimonic105
可制造航空发动机的高温涡轮叶片,对振动、燃气腐蚀、应力扭曲、弯曲等复杂应力的耐受能力好。
GH128
合金具有高的塑性,较高的持久蠕变强度以及良好的抗氧化性和冲压、焊接性能。
其综合性能优越,可在950℃以下长期使用。
GH141
Rene41
合金在650~900范围内,具有高的拉伸和持久蠕变强度和良好的抗氧化性能,
GH145
InconelX-750
合金在980℃以下具有良好的强度,良好的抗腐蚀和抗氧化性能,而且也有较好的低温性能,成型性能也好,主要用作航空和工业燃气轮机部件。
GH163
C263
合金在800℃以下使用时具有较高的屈服强度和蠕变强度,良好的冷热疲劳性能,应变时效裂纹倾向性小。
合金的塑性及冷热加工成型性能、焊接性能好,在540~870温度范围内有极好的强度。
用于航空发动机及燃气轮机的燃烧筒、安装边及其他承力部件。
GH182
HastelloyC4
合金在650~1040温度范围内具有好的高温稳定性,好的韧性和耐蚀性,其基本耐蚀性能与NS334相同
GH199
эп199
该合金具有较高的高温强度,优良的抗氧化性能和一定的可焊性能,可在950℃下长期使用。
GH202
эп202
合金具有较高的强度和塑性,满意的成型性能和焊接性能,以及良好的耐腐蚀抗氧化性能,合金在-253~850℃范围内组织性能稳定,是深冷和高温条件使用的多用途合金。
GH220
эп220
高合金化、高性能的镍基难变形合金
GH230
固溶强化的抗氧化合金,在1200℃以下具有高的热强性,具有优良的抗氧化性能和良好的冲压、焊接工艺性能,长期使用组织性能稳定。
是我国使用温度高的合金之一。
GH500
Udimet500
合金采用高Al高Ti沉淀强化的时效合金,具有高的屈服强度和断裂强度,应用于直升机的发动机涡部分。
GH520
Udimet520
该合金是一种合金化程度较高的沉淀强化镍基合金,可在980℃以下长期使用,在高温下具有良好的抗拉强度、较高的高温硬度和好的抗氧化性能。
GH536
HastelloyX
合金性能水平与GH3044合金相当,适用于制作在900℃以下长期使用的航空发动机燃烧室及其它高温部件。
GH586
为我国自行研制的难变形镍基高温合金,合金在-196℃~800℃范围内,具有高的屈服强度和持久蠕变强度和良好的抗氧化性能,现阶段国内综合性能好的涡材料。
在1050℃以上对钠盐的耐蚀能力稍差。
GH600
Inconel600
固溶强化的耐热耐蚀合金,具有良好的抗高温腐蚀性能、抗氧化性能、冷热加工性能、低温机械性能、冷热疲劳性能。
650℃下具有较高的强度,成型性好,易于焊接。
GH625
Inconel625
合金具有良好的耐腐蚀和抗氧化性能,从低温到980℃具有良好的拉伸性能和疲劳性能,以及耐盐雾气氛下的应力腐蚀。
GH648
эп648
高铬合金,在高温条件下具有良好的耐蚀性能和综合力学性能。
GH698
эи698
>在550~800℃范围内具有高的持久强度和良好的综合性能,与Waspaloy合金性能水平相当。
GH708
эп708
新型镍基时效合金,该合金具有较高的高温强度,优良的抗氧化性能和一定的可焊性能,可在900℃下长期使用。
GH864
Waspalloy
合金在540~815℃温度范围内具有良好的耐燃气腐蚀能力、较高的屈服强度和疲劳性能,工艺塑性良好,组织稳定。
GH742
эп742ид
合金在750~950℃具有良好的高温性能,是目前变形高温合金中合金化程度高的涡材料,在大推力航空发动机上广泛应用。