4J80合金钢带线材百度百科

4J80合金

4J80合金是一种具有特定热膨胀性能的铁镍钴基定膨胀合金，也被称为封接合金。它在一定的温度范围内（通常为20°C至500°C），其膨胀系数与特定的硬玻璃或陶瓷材料相匹配，从而能够实现可靠的气密封接。该合金因其优异的封接性能、机械加工性能和稳定的组织，在电真空工业和电子元器件领域得到了广泛应用。

一、材料概述

4J80合金属于精密合金中的定膨胀合金。其主要特性在于，通过调整其化学成分，使其在从室温到特定高温的范围内，热膨胀曲线与被封接的硬玻璃或陶瓷材料高度一致。这种特性避免了在封装后的冷却过程或后续的工作温度循环中，因两种材料膨胀不均而产生的巨大热应力，从而导致玻璃或陶瓷的炸裂。因此，4J80合金是制造电真空器件关键封接结构件的理想材料。

二、化学成分

4J80合金的化学成分是其性能的基础，其关键在于精确控制的镍、钴元素含量，以确保获得目标膨胀系数。其典型的化学成分（质量分数）范围为：

镍 (Ni)：35.0% - 37.0%

钴 (Co)：7.5% - 8.5%

锰 (Mn)：≤ 0.40%

硅 (Si)：≤ 0.30%

碳 (C)：≤ 0.05%

磷 (P)：≤ 0.020%

硫 (S)：≤ 0.020%

铁 (Fe)：余量

其中，镍和钴的联合作用是保证合金获得与硬玻璃相匹配的低膨胀系数的关键。

三、物理与机械性能

热膨胀系数：在20°C至500°C的温度范围内，其平均线膨胀系数通常在特定值附近，以确保与DM-308等牌号的硬玻璃相匹配。

密度：约8.2 g/cm³。

居里温度：该合金具有铁磁性，其居里温度约为430°C。在此温度之上，合金会转变为顺磁性。

力学性能：其力学性能与热处理状态密切相关。在软态（退火状态）下，合金具有良好的塑性和韧性，易于进行冲压、弯曲、深拉等冷加工。其典型的抗拉强度、屈服强度和延伸率均能满足复杂零件的加工要求。

四、主要特性

定膨胀特性：核心特性，在指定温度区间内膨胀系数稳定且与硬玻璃/陶瓷接近。

可加工性：无论是热加工（如锻造、轧制）还是冷加工（如冲压、拉伸），4J80合金都表现出良好的工艺性能。

封接性能：能与相应的硬玻璃形成高强度的、真空气密的封接界面。

磁性：在居里温度以下为铁磁性材料，这一特性在某些电子应用中也需要被考虑。

五、应用领域

4J80合金主要用于制造需要与硬玻璃或陶瓷进行气密封接的电子元件和电真空器件，具体应用包括但不限于：

电真空器件：如功率发射管、磁控管、行波管等的引出端或封接环。

半导体器件：用于某些高可靠性半导体封装的外壳或引脚。

集成电路：在部分特种集成电路的封装中作为支撑和密封材料。

其他电子元件：如继电器、传感器等需要玻璃-金属封接的场合。

六、加工与热处理

冷加工：合金带材和线材在退火状态下塑性极佳，适合进行各种复杂的冷成形。但加工硬化效应明显，在变形量较大时需要进行中间退火以恢复塑性。

热处理：为了获得均匀的晶粒组织和稳定的膨胀性能，以及消除冷加工产生的应力，需要进行最终退火。典型的退火工艺是在氢气或真空保护气氛下，于约900°C保温一定时间后冷却。具体的退火制度需根据产品形态和要求确定。

表面处理：在进行封接前，合金表面需要进行严格的清洁和预氧化处理，以形成能与玻璃良好浸润的氧化膜，确保封接质量。

注意事项

在使用4J80合金进行封接时，必须严格控制其化学成分、热处理工艺和表面处理质量，任何偏差都可能导致膨胀系数的变化或封接强度的下降。此外，应避免在含有硫、铅等有害元素的环境中进行高温处理，以防晶界腐蚀。

总结：4J80合金是一种高性能的定膨胀封接材料，以其精确的热膨胀控制和优良的综合性能，成为现代电真空技术和高端电子封装领域不可或缺的关键材料之一。