4J6

4J6概述
    4J6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。
    1.1 4J6材料牌号 4J6。
1.2 4J6相近牌号 见表1-1。
表1-1[1,4]

俄罗斯	美国	日本	法国	德国
H42X6	42Ni-6Cr Carpenter426 Sylvania4       Sealmet 4	NRS-1 VEF-426 SNC	ASV(426) Ni42Cr6	Vacovit426 (NiCr426)

1.3 4J6材料的技术标准 YB/T 5235-1993《铁镍铬、铁镍封接合金技术条件》。
1.4 4J6化学成分 见表1-2。
                                  表1-2                                           %

C	P	S	Mn	Si	B	Al	Ni	Cr	Fe
≤
0.05	0.020	0.020	0.25	0.30	-	0.20	41.5～42.5	5.4～6.30	余量

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。
1.5 4J6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。
1.6 4J6品种规格与供应状态 品种有丝、管、板、带和棒。
    1.7 4J6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。
1.8 4J6应用概况与特殊要求 4J6合金是Fe-Ni-Cr系玻封合金的代表牌号。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、4J6物理及化学性能   
    2.1 4J6热性能                                       
2.1.1 4J6溶化温度范围 该合金的溶化温度约为1430℃[5]。
2.1.2 4J6热导率 见表2-1。
表2-1[1]

λ/(W/(m·℃))	ρ/(g/cm3)	ρ/(μΩ·m)
13.4	8.15	0.92

2.1.3 4J6比热容 该合金的比热容约为504J/(kg•℃)。
2.1.4 4J6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。
4J6合金的膨胀曲线见图2-1。
      表2-2                                    表2-3[1]

/10-6℃-1			/10-6℃-1
20～300℃	20～400℃		20～100℃	20～200℃	20～300℃	20～400℃	20～500℃	20～550℃	20～600℃
7.6～8.3	9.5～10.2		6.8	7.0	7.7	9.7	11.7	11.7	12.2

2.2 4J6密度 见表2-1。
2.3 4J6电性能
2.3.1 4J6电阻率 见表2-1。
2.3.2 4J6电阻温度系数
2.4 4J6磁性能
2.4.1 4J6居里点 Tc=270℃[1,6]。
2.4.2 4J6合金的磁性能 见表2-5[1,2]。
在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.64T，矫顽力
Hc=22.4A/m[1,2]。
2.5 4J6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。
表2-5[1,2]

H/(A/m)	B/T	H/(A/m)	B/T
8 16 24 40 80	2.0×10-2 0.17 0.38 0.53 0.73	160 400 800 2000 4000	0.83 0.93 0.99 1.06 1.09

4J6力学性能
3.1 4J6技术标准规定的性能
3.1.1 4J6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。
3.1.2 4J6抗拉强度 合金带材的抗拉强度应符合表3-1的规定。
表3-1

状态代号	状态	σb/MPa
R	软态	<590
I	硬态	>820

3.2 4J6室温及各种温度下的力学性能
3.2.1 4J6硬度 合金带材（退火状态）的硬度见表3-2[1,2]。
3.2.2 4J6拉伸性能 合金（退火状态）在室温的拉伸性能见表3-2。
表3-2[1,2]

σb/MPa	σP0.2/MPa	δ/%	HV
500	177	33	128

    3.3 4J6持久和蠕变性能
    3.4 4J6疲劳性能
3.5 4J6弹性性能
3.5.1 4J6弹性模量 E=147GPa。
四、4J6组织结构
4.1 4J6相变温度        
4.2 4J6时间-温度-组织转变曲线
4.3 4J6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。
4.4 4J6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。冷应变率为60%～70%的1mm厚的带材，在表4-1所示温度下退火,空冷后，按YB 027-1992进行晶粒度评级，结果见表4-1。
表4-1[1,2]

退火温度/℃	650	675	700	750	800	900	1000	1050	1100	1200
晶粒度级别	开始再结晶	-	>10	>10	10	8.0	7.5	5.0	4.0	>2.0

五、4J6工艺性能与要求
    5.1 4J6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。4J6、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]。
    5.2 4J6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。
5.3 4J6零件热处理工艺 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。
5.4 4J6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。
5.5 4J6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。