4J52膨胀合金 4J52材料性能技术标准

4J52膨胀合金

产品介绍

4J52

该组合金是电真空工业中广泛使用的封接结构材料。
4J52材料牌号
4J52。
4J52相近牌号
俄罗斯 美国 英国 日本 法国 德国
52H Glass Sealing52 - N52 N52 Vacodil 520 
52H-BИ Niloy52 FeNi52 
4J52材料的技术标准
YB/T 5235-1993《铁镍铬、铁镍封接合金技术条件》。
基本特性

4J52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（或称低膨胀铁镍基合金），属于精密合金（定膨胀封接合金）范畴。其核心特性包括极低且与特定软玻璃匹配的热膨胀系数、优异的封接性能、良好的低温组织稳定性、一定的强度和加工性，以及在潮湿大气、淡水等环境中良好的耐腐蚀性。该合金在400℃以下长期使用无显著相变或氧化失效风险。
4J52化学成分
C Mn Si P S Al Co Ni Fe
0.05 0.80 0.30 0.020 0.020 - - 51.5～52.5 余量
物理性能

4J52合金的密度为8.25g/cm³。该合金的熔化温度约为1430℃，热导率λ=16.7W/(m·℃)，比热容为502J/(kg·℃)。根据技术标准YB/T 5235-1993，其平均线膨胀系数在20～300℃及20～400℃范围内均为9.8～11.0×10⁻⁶℃⁻¹，在20～600℃时为10.8×10⁻⁶℃⁻¹。
4J52合金的电阻率ρ=0.43μΩ·m。其居里点Tc=520℃。
该合金在大气、淡水和海水中有较好的耐腐蚀性。
力学性能

4J52合金的力学性能与其供应状态密切相关 。
退火态材料的维氏硬度（HV）约为135 。
退火态室温拉伸性能为抗拉强度（σb）550 MPa，规定非比例延伸强度（σP0.2）276 MPa，断后伸长率（δ）35%，断面收缩率（φ）65% 。
根据技术标准，软态（R）材料的抗拉强度要求小于590 MPa，而硬态（I）材料的抗拉强度要求大于820 MPa。
该合金的弹性模量（E）为158 GPa。
组织结构

4J52合金组织结构 
该组合金均为稳定的奥氏体组织。
4J52晶粒度
合金深冲带的晶粒度应不小于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，沿带材厚度方向的晶粒个数应不少于8个。
工艺性能

4J52成形性能
合金在固溶状态下塑性良好，易于冷加工。该合金很容易进行冷、热加工。热加工温度不宜过高，加热时间不宜过长，应避免在含硫的气氛中加热。当带材冷应变率大于75%时，退火后会引起塑性各向异性。冷应变率在10%～15%，加热到950～1050℃时（在钎焊过程中不可避免）晶粒显著长大，致使合金塑性降低，对于薄的截面还可能丧失金属的真空气密性。因此成品的最终应变率应控制在60%左右。
4J52焊接性能
该组合金具有良好的焊接性能，可钎焊和点焊。该组合金与软玻璃等材料封接前应进行预氧化处理。
4J52热处理工艺。热处理可分为消除应力退火、中间退火及预氧化处理。消除应力退火在430～540℃保温1～2小时，炉冷或空冷。中间退火在700～800℃保温30～60分钟，然后炉冷、空冷或水淬。预氧化处理使合金表面生成均匀致密的氧化膜，在1100℃饱和湿氢中加热30分钟，再于800℃空气中氧化5～10分钟，零件增重控制在0.1～0.3 mg/cm²为宜。该合金不能用热处理硬化。
4J52表面处理工艺。在热处理、焊接或玻封之前，必须清除金属表面污物、油脂。氧化层严重时可采用喷砂或先在熔融碱液中浸泡，然后再酸洗。轻微氧化皮可用25%盐酸溶液在70℃下酸洗。
4J52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。磨削性能良好。

性能

4J52溶化温度范围
该合金溶化温度约为1430℃。
4J52热导率 λ=16.7W/(m·℃)。
4J52比热容 该合金的比热容为502J/(kg?℃)。
4J52线膨胀系数 标准规定的合金平均线膨胀系数见表2-1。合金的平均线膨胀系数见表。
表
/10-6℃-1
20～300℃ 20～400℃ 20～450℃
9.8～11.0 9.8～11.0 -
4J52密度 ρ=8.25g/cm3。
4J52电性能 电阻率ρ=0.43μΩ·m。

/10-6℃-1
20～100℃ 20～200℃ 20～300℃ 20～350℃ 20～400℃ 20～450℃ 20～500℃ 20～600℃ 
10.3 10.4 10.2 10.3 10.3 10.3 10.3 10.8
4J52居里点 Tc=520℃。
4J52化学性能 合金在大气、淡水和海水中有较好的耐腐蚀性。
4J52硬度 该合金（退火态）硬度HV约为135。
4J52弹性模量 该合金的弹性模量E=158GPa。
应用领域

4J52合金是电真空工业中广泛使用的封接结构材料，主要用于与软铅玻璃进行气密封接。
4J52合金在电真空器件中应用广泛，包括电子管和微波管的引出线、晶体管和集成电路的封装底座与引线、真空继电器、开关管的电极和封接环等，主要用于小型电子管引线制造。
该合金在半导体制造中用于光刻机支架、真空腔体等。在航空航天领域用于导弹陀螺仪结构件、卫星热控面板等。在光学仪器中用于高精度镜座、激光器基板等。
在应用中应使选用的封接材料与合金的膨胀系数相配，当使用锻、轧材时应严格检验材料的气密性。