K93600合金成分、抗拉、屈服、密度、硬度全览

K93600合金百科解析

K93600合金，是一种在国内外广泛应用的定膨胀玻封合金，更为人熟知的商业名称为 “可伐合金” 或 “Kovar”。它因其独特的物理性能而成为电子真空、航空航天及半导体封装领域不可或缺的关键材料。以下将对其化学成分、力学性能、物理性能及执行标准进行系统性的解析。

一、 核心特性与定义

K93600合金设计的核心目的，是实现其在一定温度范围内（通常指室温至400-450℃）的热膨胀系数与硬质玻璃（如DM-305、DM-308等）或高温陶瓷（如氧化铝、氧化铍）相匹配。这种“匹配封接”的特性，使得它在与玻璃或陶瓷进行熔封时，能极大地减少因热胀冷缩不均而产生的内应力，从而形成牢固、可靠且气密性极高的封装结构。

二、 化学成分解析

K93600合金是一种以铁为基，并精确控制镍和钴含量的合金。其化学成分的精确控制是保证其性能稳定的首要前提。

主要成分：

镍：含量通常在28.5% - 29.5%之间。镍是调整合金热膨胀系数和确保奥氏体结构稳定的关键元素。

钴：含量通常在16.8% - 17.8%之间。钴的加入能有效抑制合金在特定温度区间内发生有害的相变，并与镍协同作用，精细调控热膨胀曲线，使其与玻璃的膨胀曲线高度吻合。

铁：作为基体元素，构成了合金的剩余部分，含量约在53%左右。其余为必须严格控制的微量杂质。

关键微量元素与杂质控制：

碳、锰、硅、硫、磷：这些均被视为有害杂质，其含量被控制在极低的水平（通常在万分之几甚至更低）。过高的含量会恶化合金的封接性能、加工性能和长期稳定性。

铝、钛、镁：这些是作为脱氧剂而有意添加的微量元素，但含量也需严格控制，以防止对封接气密性产生不利影响。

三、 力学性能指标

K93600合金的力学性能与其热处理状态（退火态或硬态）密切相关。

抗拉强度：在退火状态下，K93600合金的抗拉强度典型值在517 - 586 MPa 的范围内。这个强度水平足以保证其在作为结构件时具备必要的承载能力，同时具有良好的塑性以进行后续加工。在冷加工硬化状态（硬态）下，其抗拉强度会显著升高。

屈服强度：退火态K93600合金的屈服强度（通常指σ0.2）典型值不低于345 MPa。屈服强度是衡量材料开始发生永久塑性变形的临界点，这一指标对于封接件在承受机械应力或热应力时保持尺寸稳定性至关重要。

延伸率：退火态的K93600合金具有良好的塑性，其延伸率通常不低于30%。高的延伸率意味着材料在断裂前能发生较大的塑性变形，这既有利于进行冲压、拉伸等冷加工成型，也意味着其在承受意外应力时更具韧性，而非脆性断裂。

硬度：退火状态下，K93600合金的硬度通常使用维氏硬度或洛氏硬度来衡量。其维氏硬度典型值约在150 HV 左右，而洛氏硬度HRB约在80 HRB 左右。经过冷加工后，其硬度会明显上升。

四、 物理性能指标

密度：K93600合金的密度约为8.36 g/cm³。这一数值高于纯铁，主要是由于加入了密度更高的镍和钴元素。

热膨胀系数：这是K93600合金最核心的物理参数。在室温至400℃或450℃的温度区间内，其平均线膨胀系数典型值为 （4.7 - 5.5）×10⁻⁶/℃。这个范围与许多硬质玻璃和陶瓷完美匹配，是实现成功封接的物理基础。

居里温度：K93600合金的居里温度约为430℃。在此温度之上，合金会由铁磁性转变为顺磁性，这一特性在涉及磁场的应用中需要考虑。

五、 主要执行标准

K93600合金的生产和检验遵循严格的国家和国际标准，以确保产品质量的一致性。

中国标准：最核心的标准是 GB/T 38915-2020《航空航天用可伐合金4J29》。该标准详细规定了合金的化学成分、力学性能、物理性能及检验方法。其中“4J29”是中国国标中对可伐合金的牌号命名，与K93600实质上是同一种材料。

美国标准：常见的标准包括 ASTM F15，该标准专门针对可伐合金。在UNS编号系统中，K93600即是其专属编号。

其他标准：也可能参考一些行业或企业内部的更详细的技术规范。

总结与应用

综上所述，K93600（4J29）合金是一种通过精确的化学成分控制，实现了与玻璃/陶瓷热膨胀系数完美匹配的特种合金。它不仅具备适中的抗拉强度、屈服强度和良好的塑性，还拥有约8.36 g/cm³的密度以及特定的硬度范围。这些优异的综合性能，使其被广泛应用于晶体管、集成电路、激光器、微波管、宇航级连接器等高端领域的气密封装中，是现代电子工业和高科技装备中名副其实的“关键骨架”。

详细分析

1. 基本信息（源自公开工商信息）

成立时间：2003年07月08日（截至2024年，已运营超过21年，不属于新公司，有一定的行业积淀）。

经营范围：主要涵盖有色金属、金属材料、矿产品、化工产品等的销售，以及从事货物及技术的进出口业务。

2. 优势与积极方面

经验与存续时间：成立超过10年，表明公司在市场竞争中生存了下来，拥有一定的客户资源、供应链关系和行业经验。

地理位置：位于上海这一全国金融、贸易和物流中心，信息灵通，交通便利，便于开展国内及进出口业务。

资质齐全：拥有“货物进出口”资质，意味着可以开展国际贸易业务，这对于有色金属这类大宗商品贸易非常重要。

他们主营的镍基合金通常包括以下几大类和具体牌号：

一、 高温合金系列

这类合金在高温下具有优异的强度、抗蠕变和抗氧化能力。

Inconel 系列：

Inconel 600： 耐高温、耐腐蚀，常用于热处理设备、化学处理行业。

Inconel 601： 极高的抗氧化性，常用于热处理炉构件、工业炉。

Inconel 625： 明星产品，具有优异的疲劳强度和抗氯离子应力腐蚀开裂能力，广泛应用于海洋、航空航天和化工领域。

Inconel 718： 最广泛使用的高温合金之一，在高温下具有极高的强度，是航空发动机和燃气轮机关键部件的首选材料。

Inconel X-750： 通过时效硬化获得高强度，用于燃气轮机零件、火箭发动机部件。

Hastelloy 系列：

Hastelloy C-276： 王牌耐腐蚀合金，对多种苛刻的化学介质有极佳的耐腐蚀性，是化工行业的标杆材料。

Hastelloy C-22： 比C-276更优异的抗点蚀和缝隙腐蚀能力，用于更苛刻的环境。

Hastelloy B-2/B-3： 专门抵抗还原性介质（如盐酸、硫酸）的腐蚀。

二、 耐腐蚀合金系列

这类合金在常温或中温下对各类酸、碱、盐等腐蚀介质有极强的抵抗力。

Monel 系列：

Monel 400： 对氢氟酸、海水、碱液等有极佳的耐蚀性，常用于海洋和化工环境。

Monel K-500： 在Monel 400的基础上增加了强度，具有磁性，用于泵轴、油阀等。

其他镍铜、镍铬合金：

Alloy 20： 优异的抗硫酸腐蚀能力，常用于硫酸环境下的化工设备。

Nickel 200/201： 纯镍，具有优异的耐腐蚀性和导电性，常用于处理苛性碱的环境。

三、 精密合金系列

这类合金具有特殊的物理性能，如低膨胀、恒弹性等。

Invar 36： 因瓦合金，具有极低的热膨胀系数，用于精密仪器、航空航天领域需要尺寸稳定的零件。

Ni-Span-C 902： 恒弹性合金，其弹性模量在一定温度范围内基本恒定，用于高级传感器和精密弹簧。

产品形态

上海商虎通常提供上述合金的多种形态的原材料，包括：

板材、带材

棒材、线材

管材、管件（无缝管、焊管、弯头、三通等）

法兰、锻件

焊材（焊条、焊丝）

重要提示：

具体库存和牌号可能变动： 以上列出的是镍基合金的常见牌号，但公司的具体库存和主营产品可能会根据市场需求和采购情况发生变化。

最佳确认方式： 要获取最准确、最及时的产品信息，强烈建议您直接联系上海商虎有色金属有限公司的销售或客服人员。他们可以提供最新的产品目录、技术参数、价格和现货情况。

官网查询： 您可以访问他们的官方网站（如果有的話）来查看详细的产品介绍。

希望以上信息能对您有所帮助！如果您有特定的应用场景或介质环境，也可以提出，这样可以更有针对性地推荐合适的合金牌号。