4J52合金（钢管/圆棒）百度百科

4J52合金（钢管/圆棒）

4J52合金，是一种在宽温度范围内具有与软玻璃相近热膨胀系数的定膨胀铁镍钴合金。该合金以其卓越的封接性能、稳定的组织结构和良好的低温组织稳定性而著称，广泛应用于电真空工业中与相应软玻璃进行气密封接。

一、 概述

4J52合金属于中国国标（GB/T）中的定膨胀封接合金。其核心特性在于，在一定的温度区间内（通常是-60℃至+600℃），其热膨胀系数与特定的软玻璃（如DM-308、DM-305等）非常匹配。这种匹配性使得由4J52合金制成的电子元件（如引线、支架、管壳）能够与玻璃或陶瓷实现可靠的气密性封接，在温度变化时不会因膨胀差异过大而导致玻璃开裂或封接处泄漏，从而保证电子器件在长期使用中的真空度和可靠性。

该合金通常以冷拉或磨光状态供应的圆棒、管材、带材等形式出现，是制造高可靠性电真空器件的关键结构材料之一。

二、 主要特性

匹配的膨胀特性：4J52合金在20℃至400℃范围内的平均线膨胀系数与特定的软玻璃相近，这是其作为封接材料的根本。

优异的封接性能：能够与相应的软玻璃形成牢固、致密且不漏气的熔封接头。

良好的低温组织稳定性：合金在经过适当的退火处理后，其组织结构稳定，在低温环境下不易发生有害相变，避免了因相变引起的尺寸和性能突变。

一定的强度和加工性：合金在固溶状态下具有较好的塑性，可以进行冷加工（如拉拔、弯曲），并通过后续热处理调整性能。

三、 化学成分

4J52合金的化学成分经过精确控制，以确保其热膨胀性能和物理特性。其主要成分范围（重量百分比）如下：

镍 (Ni)： 约49.0% - 50.5%，是调整合金热膨胀系数的关键元素。

钴 (Co)： 约余量与铁平衡，钴的加入有助于在宽温区内保持稳定的低膨胀特性。

铁 (Fe)： 为主要基体元素。

微量元素： 对碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)等杂质元素有严格限制，以保证合金的纯净度和封接质量。

四、 物理与力学性能

密度： 约8.17 g/cm³。

平均线膨胀系数： 在20℃-400℃温度范围内，其平均线膨胀系数通常控制在特定值附近，例如约为(4.6 ~ 5.2)×10⁻⁶/℃，具体数值需与所匹配的玻璃型号对应。

居里点： 约430℃，在此温度以上，合金的磁性会发生变化。

力学性能： 性能与材料状态密切相关。硬态（冷加工后）材料具有较高的强度和硬度，但塑性较低；软态（退火后）材料则强度较低，塑性和韧性优良，便于后续加工和封接。

五、 主要应用领域

4J52合金制成的圆棒和钢管，主要用作电真空器件中的核心结构部件：

电子管和微波管的引出线： 作为电流引入或信号引出的导体，与玻璃管壳实现封接。

晶体管和集成电路的封装底座与引线： 为芯片提供保护腔体和外部电路的连接。

真空继电器、开关管的电极和封接环。

其他需要与软玻璃或陶瓷进行匹配封接的精密仪器、航天航空器件。

六、 加工与热处理

冷加工： 4J52合金在固溶状态下塑性良好，易于进行冲压、拉拔、深冲等冷加工。冷加工会使材料硬化，需进行中间退火以恢复塑性。

热处理： 热处理对获得稳定性能至关重要。

退火： 通常在约850℃ - 950℃的氢气或真空环境中进行，目的是消除冷加工应力、使晶粒再结晶、获得均匀的软态组织，并稳定其热膨胀系数。

稳定化处理： 为彻底消除内应力，确保封接件在长期使用中的尺寸稳定性，可在退火后进行较低温度（如300℃-500℃）的稳定化退火。

七、 注意事项

在进行封接操作前，必须对合金表面进行彻底清洗和脱脂，以去除油污和氧化物，确保封接质量。

应严格控制热处理工艺，特别是冷却速度，以避免因晶粒粗大或产生新的内应力而影响性能。

在选择4J52合金时，需明确其热膨胀系数是否与目标封接玻璃相匹配。

总结：4J52合金是一种性能优异的定膨胀封接材料，其制成的圆棒和钢管是电真空技术领域不可或缺的基础材料。通过精确的化学成分控制和严格的热处理工艺，它能与软玻璃实现完美的气密封接，为各类电子器件的长期稳定工作提供了可靠保障。、