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4J42合金成分、抗拉、屈服、密度、硬度全览

发布:sonhooalloy 浏览:41889次

4J42合金百科解析:成分、性能与标准全解读

4J42合金,作为一种在电子工业、电真空领域不可或缺的关键材料,以其独特的“封接”特性而闻名。它是一种定膨胀合金,旨在与特定的软玻璃或陶瓷实现精确匹配的热膨胀系数,从而形成牢固、可靠的真空气密封接。下面,我们将从多个维度对4J42合金进行全面的解析。

一、 合金定位与核心特性

4J42合金属于铁镍钴基的定膨胀合金。它的核心价值在于在一定的温度范围内(通常是20°C至400°C或450°C),其热膨胀系数与特定的硬质玻璃(如DM-308、DM-305等)相近。这种特性确保了当金属与玻璃在高温下熔封后,在冷却至室温的过程中,两者因收缩率基本一致而不会产生破坏性的内应力,从而获得极致的气密性。因此,它常被比作中国的“可伐合金”,与国际上知名的Kovar合金性能相当。

二、 化学成分详解

4J42合金的性能归根结底源于其精确的化学成分配比。各元素扮演着不同的角色:

  • 镍(Ni):含量约为41.5%至42.5%,是合金的基体元素之一。镍的加入能够有效调节奥氏体组织的稳定性,并对合金的热膨胀系数起到决定性作用。

  • 钴(Co):含量约为5.5%至6.2%。钴的引入是为了在保证较低膨胀系数的同时,改善合金的加工性能和机械性能,它是实现“定膨胀”特性的关键元素之一。

  • 铁(Fe):作为合金的另一个基体元素,其含量约为余量。铁与镍、钴共同构成了合金的基体,保证了材料的基本金属特性。

  • 微量元素:为了确保性能的纯净与稳定,标准中对锰(Mn)、硅(Si)、碳(C)、磷(P)、硫(S)等杂质的含量有严格的限制。这些元素的控制对于保证合金的封接性能、抗腐蚀性和工艺稳定性至关重要。

三、 关键物理与力学性能指标

1. 热膨胀系数
这是4J42合金最核心的性能指标。其平均线膨胀系数在20°C至400°C的温度区间内,通常要求不高于6.5×10⁻⁶/°C。这一低膨胀特性是其能够与硬质玻璃成功匹配的物理基础。

2. 密度
4J42合金的密度约为8.17 g/cm³。这一数值对于计算零件重量、进行结构设计以及在生产中进行物料管理都具有重要的参考价值。

3. 力学性能
力学性能会随着合金的状态(退火态或冷态)不同而有显著差异。

  • 抗拉强度:在软态(退火状态)下,4J42合金的抗拉强度相对较低,通常在540 MPa左右,这使其具有良好的塑性和深加工能力。而在硬态(冷加工状态)下,其抗拉强度会显著提高,可达到785 MPa以上。

  • 屈服强度:软态下的屈服强度约为345 MPa,这表明材料在承受低于此应力时会发生弹性变形,超过后开始产生明显的塑性变形。硬态的屈服强度会非常接近其抗拉强度。

  • 伸长率:软态下的4J42合金表现出优异的塑性,其断后伸长率可达30% 以上,这意味着它可以承受复杂的弯曲、拉伸和深冲压成型而不会开裂。硬态下的伸长率则会急剧下降。

4. 硬度
硬度是衡量材料表面抵抗压入能力的指标。4J42合金在退火态下的硬度较低,维氏硬度(HV)约在150左右,洛氏硬度(HRB)约在80左右,这有利于进行切削和冲压加工。经过冷加工后,其硬度会大幅提升。

四、 执行标准与质量保障

在中国,4J42合金的生产和质量控制主要遵循国家标准 GB/T 15018-1994《精密合金牌号》GB/T 15019-1994《精密合金分类和牌号》 等基础标准。对于其具体的尺寸、外形、技术要求及检验方法,则更多地引用更为详细的产品标准,如 GB/T 15002-2008《高饱和磁感应强度软磁合金技术条件》 等相关标准或专门的定膨胀合金技术协议。这些标准严格规定了从化学成分、力学性能、物理性能到表面质量、尺寸公差等所有关键指标,是确保材料质量和封接部件可靠性的根本依据。

总结

综上所述,4J42合金凭借其精确控制的镍-钴-铁成分体系,实现了与硬质玻璃完美匹配的低热膨胀特性,并兼具良好的力学性能和加工适应性。其约8.17 g/cm³的密度、软态下约540 MPa的抗拉强度和超过30%的伸长率,以及硬态下显著增强的强度与硬度,使其成为电真空器件、半导体封装、激光器等高端制造领域不可替代的核心材料。所有这些都是在一系列严格的国家标准框架下得以保证的。


希望这篇详细的解析能帮助您全面了解4J42合金。请注意,具体数值可能因生产厂家、批次和状态略有浮动,在实际应用中以材料证书和相应标准为准。

详细分析

1. 基本信息(源自公开工商信息)

成立时间:2003年07月08日(截至2024年,已运营超过21年,不属于新公司,有一定的行业积淀)。

经营范围:主要涵盖有色金属、金属材料、矿产品、化工产品等的销售,以及从事货物及技术的进出口业务。

2. 优势与积极方面

经验与存续时间:成立超过10年,表明公司在市场竞争中生存了下来,拥有一定的客户资源、供应链关系和行业经验。

地理位置:位于上海这一全国金融、贸易和物流中心,信息灵通,交通便利,便于开展国内及进出口业务。

资质齐全:拥有“货物进出口”资质,意味着可以开展国际贸易业务,这对于有色金属这类大宗商品贸易非常重要。

他们主营的镍基合金通常包括以下几大类和具体牌号:

一、 高温合金系列

这类合金在高温下具有优异的强度、抗蠕变和抗氧化能力。

Inconel 系列:

Inconel 600: 耐高温、耐腐蚀,常用于热处理设备、化学处理行业。

Inconel 601: 极高的抗氧化性,常用于热处理炉构件、工业炉。

Inconel 625: 明星产品,具有优异的疲劳强度和抗氯离子应力腐蚀开裂能力,广泛应用于海洋、航空航天和化工领域。

Inconel 718: 最广泛使用的高温合金之一,在高温下具有极高的强度,是航空发动机和燃气轮机关键部件的首选材料。

Inconel X-750: 通过时效硬化获得高强度,用于燃气轮机零件、火箭发动机部件。

Hastelloy 系列:

Hastelloy C-276: 王牌耐腐蚀合金,对多种苛刻的化学介质有极佳的耐腐蚀性,是化工行业的标杆材料。

Hastelloy C-22: 比C-276更优异的抗点蚀和缝隙腐蚀能力,用于更苛刻的环境。

Hastelloy B-2/B-3: 专门抵抗还原性介质(如盐酸、硫酸)的腐蚀。

二、 耐腐蚀合金系列

这类合金在常温或中温下对各类酸、碱、盐等腐蚀介质有极强的抵抗力。

Monel 系列:

Monel 400: 对氢氟酸、海水、碱液等有极佳的耐蚀性,常用于海洋和化工环境。

Monel K-500: 在Monel 400的基础上增加了强度,具有磁性,用于泵轴、油阀等。


其他镍铜、镍铬合金:

Alloy 20: 优异的抗硫酸腐蚀能力,常用于硫酸环境下的化工设备。

Nickel 200/201: 纯镍,具有优异的耐腐蚀性和导电性,常用于处理苛性碱的环境。

三、 精密合金系列

这类合金具有特殊的物理性能,如低膨胀、恒弹性等。

Invar 36: 因瓦合金,具有极低的热膨胀系数,用于精密仪器、航空航天领域需要尺寸稳定的零件。

Ni-Span-C 902: 恒弹性合金,其弹性模量在一定温度范围内基本恒定,用于高级传感器和精密弹簧。

产品形态

上海商虎通常提供上述合金的多种形态的原材料,包括:

板材、带材

棒材、线材

管材、管件(无缝管、焊管、弯头、三通等)

法兰、锻件

焊材(焊条、焊丝)

重要提示:

具体库存和牌号可能变动: 以上列出的是镍基合金的常见牌号,但公司的具体库存和主营产品可能会根据市场需求和采购情况发生变化。

最佳确认方式: 要获取最准确、最及时的产品信息,强烈建议您直接联系上海商虎有色金属有限公司的销售或客服人员。他们可以提供最新的产品目录、技术参数、价格和现货情况。

官网查询: 您可以访问他们的官方网站(如果有的話)来查看详细的产品介绍。

希望以上信息能对您有所帮助!如果您有特定的应用场景或介质环境,也可以提出,这样可以更有针对性地推荐合适的合金牌号。



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