4J28 铁镍合金板材|玻封定膨胀精密合金完整百科
说明:以下为技术百科式整理,参数为常见典型值/参考范围。不同标准、炉号、加工状态和热处理制度会有差异,采购与验收应以现行标准、订货协议和质保书为准。
1. 概述
4J28 是中国精密合金牌号中的一种 Fe-Ni 系定膨胀合金,俗称 铁镍28封接合金。其名义成分约为 28% Ni,余量为 Fe。4J28 的核心特点是:在室温至约 400~500℃范围内,具有与某些软玻璃相匹配的平均线膨胀系数,因此常用于玻璃-金属气密封接,即“玻封”。
“4J”中,4 表示精密合金,J 表示膨胀合金;28 大致对应镍含量约 28%。4J28 板材是以热轧板、冷轧板、带材等形式供货的定膨胀精密合金材料,广泛用于电真空、电光源、电子元器件和玻璃封接结构。
2. 牌号与标准
中国牌号:4J28
合金类型:铁镍定膨胀合金 / 玻封合金
常见产品:4J28 板材、4J28 带材、4J28 冷轧板、4J28 热轧板
常见执行标准:GB/T 14985、YB/T 5231、GJB 等(具体以采购标准为准)
国外近似:FeNi28、N28 类定膨胀合金,但并非完全等效,需按具体标准核对
3. 化学成分(典型,wt%)
元素
典型范围
作用/说明
Ni
27.0~28.5
调整膨胀系数和居里点
C
≤0.03
杂质控制
Si
≤0.30
杂质控制
Mn
≤0.40
脱氧、杂质控制
P
≤0.020
有害杂质
S
≤0.020
有害杂质
Cr/Cu 等
≤0.20 左右
微量杂质
Fe
余量
基体
4J28 一般不含钴,因此成本低于 4J29 可伐合金。其膨胀特性主要通过 Ni 含量和热处理控制。
4. 主要物理性能(参考)
性能
典型值
密度
约 8.1 g/cm³
电阻率
约 0.60 μΩ·m
居里点
约 250~300℃
弹性模量
约 186~200 GPa
热导率
约 15~20 W/(m·K)
比热容
约 500 J/(kg·K)
熔点
约 1450℃
室温磁性
铁磁性
平均线膨胀系数(参考)
温度区间
平均线膨胀系数 / ×10⁻⁶·℃⁻¹
20~100℃
约 9.5~10.5
20~300℃
约 10.5~11.5
20~400℃
约 11.0~12.0
20~500℃
约 12.0~13.0
该膨胀水平与多种软玻璃接近,因此适合软玻璃封接。若用于硬玻璃或陶瓷封接,应选择 4J29、4J34 等合金。
5. 力学性能(参考)
供货状态
抗拉强度 σb / MPa
屈服强度 σ0.2 / MPa
延伸率 δ / %
硬度
软态
450~650
200~350
≥25
≤160 HV
半硬态
650~850
350~550
10~20
180~240 HV
硬态
850~1100
550~800
2~8
200~320 HV
4J28 加工硬化倾向较明显,冷轧、冲压、弯曲后通常需要退火恢复塑性。
6. 工艺与热处理
熔炼
常用真空感应熔炼、电渣重熔等,保证成分均匀、气体和夹杂物受控。
热加工
锻造、热轧温度通常约 1100~1200℃,避免过低温度加工导致开裂。
冷加工
可冷轧成薄板、带材,冷拔成丝材。冷加工中间需进行软化退火。
热处理
软化退火:约 850~950℃,氢气、真空或保护气氛。
去应力退火:约 650~750℃。
封接前退火:常采用高纯氢气或真空退火,以清洁表面、降低碳和氧含量,稳定膨胀系数。
玻璃封接
4J28 与软玻璃封接时,需控制:
表面清洁,无油污、氧化皮;
根据玻璃类型进行预氧化或直接封接;
封接温度通常约 800~1000℃;
封接后缓慢退火,减少热应力,保证气密性。
7. 板材规格与供货状态
4J28 板材常见规格:
冷轧板:厚度 0.1~3.0 mm
热轧板:厚度 3~20 mm
带材:厚度 0.05~2.0 mm
宽度:可达 1000~1200 mm 或按协议
长度:定尺或卷材
常见供货状态:
软态、半硬态、硬态
热轧、冷轧、酸洗、磨光、抛光、光亮退火
可按图纸剪切、分条、冲压
8. 典型应用
4J28 主要用于需要与软玻璃实现气密封接的场合:
电真空器件
电子管、显像管、荧光灯、灯泡
玻璃封接引线、插脚、电极
继电器、晶体管、集成电路外壳
传感器、温控器、玻璃封装元件
管壳、支架、密封端子
其优势是:无钴、成本相对较低、膨胀系数与软玻璃匹配良好。
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