4J54概述

鐵鎳定膨脹合金是通過(guò)調(diào)整鎳含量而獲得在給定溫度范圍內(nèi)能與膨脹系數(shù)不同的軟玻璃和陶瓷匹配

的一系列定膨脹合金，其膨脹系數(shù)和居里點(diǎn)隨鎳含量增加而增加。該合金是電真空工業(yè)中廣泛使用的封

接結(jié)構(gòu)材料。

4J54材料牌號(hào) 4J54。

4J54相近牌號(hào)

俄羅斯 美國(guó) 英國(guó) 日本 法國(guó) 德國(guó)

- - - - N54 Vacodil 540

FeNi54

4J54材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

YB/T 5235-1993《鐵鎳鉻、鐵鎳封接合金技術(shù)條件》。

4J54熱處理制度

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的膨脹系數(shù)性能檢驗(yàn)試樣其熱處理制度：在保護(hù)氣氛或真空中加熱到850℃±20℃，保溫

1h，以不大于300℃/min速度冷至400℃以下出爐[4]。

4J54品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)

品種有棒材、管材、板材、帶材和絲材。

4J54熔煉與鑄造工藝 用非真空感應(yīng)爐、真空感應(yīng)爐或電弧爐熔煉。

4J54應(yīng)用概況與特殊要求

4J54合金主要用于和云母、軟玻璃封接。

在應(yīng)用中應(yīng)使選用的封接材料與合金的膨脹系數(shù)相配。熱處理時(shí)應(yīng)控制其晶粒度，以保證材料具有

良好的深沖引伸性能。當(dāng)使用鍛、軋材時(shí)應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)材料的氣密性。

4J54溶化溫度范圍 該合金溶化溫度約為1430℃[1,2]。

4J54熱導(dǎo)率 λ=18.8W/(m·℃)[1,2]。

4J54比熱容 該合金的比熱容為502J/(kg·℃)。

4J54密度 ρ=8.28g/cm3[1,2]。

4J54電性能 電阻率ρ=0.42μΩ·m[1,2]。

4J54居里點(diǎn) Tc=530℃[1,2]。

4J54化學(xué)性能 合金在大氣、淡水和海水中有較好的耐腐蝕性。

4J54硬度 該合金（退火態(tài)）硬度HV約為135[1,2]。

4J54彈性模量 該合金的彈性模量E=157GPa[1,2]。

4J54合金組織結(jié)構(gòu)

該合金為穩(wěn)定的奧氏體組織。

4J54晶粒度

合金深沖帶的晶粒度應(yīng)不小于7級(jí)，小于7級(jí)的晶粒度不得超過(guò)面積的10%。厚度小于0.13mm的帶材

估計(jì)平均晶粒度時(shí)，沿帶材厚度方向的晶粒個(gè)數(shù)應(yīng)不少于8個(gè)。

4J54成形性能

該合金很容易進(jìn)行冷、熱加工。熱加工溫度不宜過(guò)高，加熱時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)避免在含硫的氣氛中

加熱。當(dāng)帶材冷應(yīng)變率大于75%時(shí)，退火后會(huì)引起塑性各向異性。冷應(yīng)變率在10%～15%，加熱到950～

1050℃時(shí)（在釬焊過(guò)程中不可避免）晶粒顯著長(zhǎng)大，致使合金塑性降低，對(duì)于薄的截面還可能喪失金屬

的真空氣密性。因此成品的終應(yīng)變率應(yīng)控制在60%左右[2，5]。

4J54焊接性能

該合金具有良好的焊接性能，可釬焊和點(diǎn)焊。該合金與軟玻璃等材料封接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)氧化處理。

4J54零件熱處理工藝

熱處理可分為：消除應(yīng)力退火、中間退火及預(yù)氧化處理。

(1)消除應(yīng)力退火 為消除零件在機(jī)械加工后的殘存應(yīng)力要進(jìn)行消除應(yīng)力退火：430～540℃，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(guò)程中引起的加工硬化現(xiàn)象，以利于繼續(xù)加工。工

件需在真空或保護(hù)氣氛中，加熱到700～800℃，保溫30～60min，然后爐冷、空冷或水淬。

(3)預(yù)氧化處理 該合金作封接材料使用時(shí)，在封接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)氧化處理。使合金表面生成一層厚度

均勻、致密的氧化膜。零件在1100℃下，在飽和濕氫中，加熱30min，然后在大約800℃的空氣中氧化5

～10min。零件的增重在0.1～0.3mg/cm2為適宜[6]。

該合金不能用熱處理硬化。

4J54表面處理工藝

在熱處理、焊接或玻封之前，必須清除金屬表面污物、油脂。氧化層嚴(yán)重時(shí)可采用噴砂或先在熔融

堿液中浸泡，然后再酸洗。輕微氧化皮可用25%鹽酸溶液在70℃下酸洗。

4J54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(shí)采用高速鋼或硬質(zhì)合金刀具，低速切削加工，切

削時(shí)可使用冷卻劑。磨削性能良好。