FeNi29Co17（铁镍合金）百科

以下是关于FeNi29Co17铁镍合金（通常对应国际上的Kovar合金或国内4J29精密合金）的百科参数介绍，内容涵盖成分、性能、工艺及物理特性，不含表格。

一、合金成分（名义成分）

镍 (Ni)：约 29%

钴 (Co)：约 17%

铁 (Fe)：余量（约 54%）

其他关键元素：

碳 (C) ≤ 0.03%

硅 (Si) ≤ 0.20%

锰 (Mn) ≤ 0.50%

磷 (P) ≤ 0.020%

硫 (S) ≤ 0.020%

该合金属于铁镍钴定膨胀合金，通过调整Ni和Co的比例，使其在室温至400-450℃范围内具有与硼硅酸盐玻璃、陶瓷相近的热膨胀系数。

二、物理性能

密度：约 8.36 g/cm³（20℃）

熔点：约 1450℃

居里点：约 435℃（该温度以上材料由铁磁性转变为顺磁性）

电阻率：约 0.49 μΩ·m（20℃）

热导率：约 17 W/(m·K)（20℃）

比热容：约 460 J/(kg·K)（20℃）

热膨胀系数（标准值）：

20~300℃：约 5.2×10⁻⁶ /K

20~400℃：约 4.9×10⁻⁶ /K

20~450℃：约 5.1×10⁻⁶ /K

特点：在-60℃至+450℃宽温区内膨胀曲线平坦，可与硬玻璃实现匹配封接。

三、力学性能（典型值，退火态）

抗拉强度：约 450-550 MPa

屈服强度：约 250-350 MPa

延伸率：≥ 30%（退火态）

硬度：约 135-180 HV（退火态）；冷加工后硬度可升至250-300 HV

弹性模量：约 140 GPa

泊松比：约 0.30

四、工艺特性

热处理：

退火工艺：通常在氢气、分解氨或真空中进行，温度1050-1150℃，保温30-60分钟后缓冷或快冷。目的是消除内应力、软化材料并获得稳定的膨胀系数。

氧化处理：在封接前，需在湿氢（露点约20-30℃）或空气中加热至约1050-1150℃，使表面形成均匀致密的Fe₃O₄氧化层，该层能促进与玻璃的化学键合。

冷热加工：

具有良好的热加工塑性，热锻、热轧温度范围1100-850℃。

冷加工性能较好，可拉拔至极细丝材、轧制成箔带。但加工硬化显著，需中间退火。

焊接与连接：

可进行氩弧焊、电阻焊、钎焊（银基或铜基钎料）。

与玻璃/陶瓷封接时，要求零件表面清洁、氧化膜厚度精确控制（通常0.5-2μm）。

五、主要性能特点与应用

核心特性：定膨胀——能与硼硅酸盐硬玻璃（如7052、7070玻璃）及高铝陶瓷实现“匹配封接”，形成气密、高强度的金属-玻璃结合界面，热应力极小。

抗氧化性：在中低温（≤450℃）环境下抗氧化能力良好；高温下需保护气氛。

磁性能：具有铁磁性，居里点约435℃，在电子管等器件中可能影响电感参数。

典型应用：

电子管、微波管、晶体管、集成电路的金属外壳与引线

大功率LED封装支架

继电器、密封连接器、混合电路基板

激光器、传感器等需要气密性封接的精密器件

航空航天、电真空领域的玻璃-金属过渡结构

六、执行标准与对应牌号

中国 GB/T：4J29

美国 ASTM：F15（Kovar）

德国 DIN：1.3981（Vacodil 29-17）

国际 ISO：FeNi29Co17

该合金是电真空工业和微电子封装领域不可替代的关键材料，其核心价值在于精准控制的热膨胀特性而非高强度或耐腐蚀性。使用中需严格遵循预氧化和封接工艺曲线，否则易导致玻璃炸裂或漏气。