集生產制造、 開發(fā)銷售特種合金材料的企業(yè)
.jpg)
4J32膨脹合金
一、4J32概述
4J32合金又稱超因瓦(Super-Invar)合金。在－60～80℃溫度范圍內，其膨脹系數比4J36合金低，但低溫組織穩(wěn)定性較4J36合金差。該合金主要用于制造要求在環(huán)境溫度變化范圍內尺寸高度精密儀表零件。
4J32材料牌號 4J32。
4J32相近牌號 見表1-1。
表1-1
|
俄羅斯 |
美國 |
日本 |
法國 |
|
32HКД 32HК-BИ |
Super-Invar Super-Nilvar |
- SI |
Invar Superieur |
4J32材料的技術標準 YB/T 5241-1993 《低膨脹合金4J32、4J36、4J38和4J40技術條件》。
4J32化學成分 見表1-2。
表1-2%
|
C |
P |
S |
Si |
Mn |
Cu |
Co |
Ni |
Fe |
|
≤ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.05 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
0.20～0.60 |
0.40～0.80 |
3.2～4.2 |
31.5～33.0 |
余量 |
在平均線膨脹系數達到標準規(guī)定條件下，允許鎳含量偏離表1-2規(guī)定范圍。
4J32熱處理制度 標準規(guī)定的膨脹系數及低溫組織穩(wěn)定性的性能檢驗試樣按下述方法加工和熱處理：將半成品試樣加熱至840℃±10℃，保溫1h，水淬，再將試樣加工為成品試樣，在315℃±10℃保溫1h，隨爐冷或空冷。
4J32品種規(guī)格與供應狀態(tài) 品種有棒、管、板、絲和帶。
4J32熔煉與鑄造工藝 用非真空感應爐，真空感應爐和電弧爐熔煉。
4J32應用概況與特殊要求 該合金是典型低膨脹合金，經航空工廠長期使用，性能穩(wěn)定。主要用于制造在環(huán)境溫度變化范圍內尺寸高度精確的精密部件。在使用中應嚴格控制熱處理工藝及加工工藝，根據使用溫度應嚴格檢驗其組織穩(wěn)定性。
二、4J32物理及化學性能
4J32熱性能
4J32溶化溫度范圍 1430～1450℃。
4J32熱導率 λ=13.9W/(m?℃)。
4J32線膨脹系數 標準規(guī)定α1(20～100℃)≤1.0×10-6℃-1。
4J43合金和4J36合金一樣，850℃以上退火，其線膨脹系數值最高。冷卻速度快可使線膨脹系數降低。對于α1(室溫～100℃)來說，淬火（冷卻速度快）較退火處理的可降低近一半。
典型成分的合金，試樣在保護氣氛或真空中，加熱到850℃±20℃，保溫1h,以不大于300℃/h的速度冷至200℃以下出爐，其平均線膨脹系數見表2-1。合金的膨脹曲線見圖2-1。
表2-1
|
溫度范圍/℃ |
/10-6℃-1 |
溫度范圍/℃ |
/10-6℃-1 |
|
20～60 20～50 20～100 20～150 20～200 |
－0.90 0.5 0.9 1.4 2.0 |
20～250 20～300 20～400 20～500 20～600 |
3.2 4.9 7.7 9.6 10.8 |
4J32密度 ρ=8.10g/cm3。
4J32電性能
4J32電阻率 ρ=0.77μΩ·m。
4J32電阻溫度系數 見表2-2。
4J32磁性能
表2-2
|
溫度范圍/℃ |
20～50 |
20～100 |
20～200 |
20～300 |
20～400 |
20～500 |
|
αR/10-3℃-1 |
1.5 |
1.4 |
1.3 |
1.0 |
0.9 |
0.8 |
4J32居里點 Tc=220℃。
4J32合金的磁性能 見表2-3。
表2-3
|
H/(A/m) |
B/T |
H/(A/m) |
B/T |
H/(A/m) |
B/T |
|
8 16 24 40 |
0.6×10-2 1.6×10-2 2.9×10-2 6.6×10-2 |
80 160 400 800 |
0.21 0.45 0.72 0.91 |
2000 4000
|
1.14 1.24
|
在4000A/m下，剩余磁感應強度Br=0.58T，矯頑力Hc=75A/m。
4J32化學性能 合金在大氣、淡水、和海水中有一定的耐腐蝕性。
三、4J32力學性能
4J32技術標準規(guī)定的性能
4J32室溫及各種溫度下的力學性能
4J32硬度 合金（退火狀態(tài)）硬度HV=150。
4J32拉伸性能 合金（退火狀態(tài)）在常溫下的拉伸性能見表3-1。
表3-3
|
σb/MPa |
σP0.2/MPa |
δ/% |
φ/% |
|
470 |
302 |
25 |
72 |
4J32持久和蠕變性能
4J32疲勞性能
4J32彈性性能
4J32彈性模量 合金（退火狀態(tài)）的彈性模量E=141GPa。
四、4J32組織結構
4J32相變溫度 γ→α相變溫度在-60℃以下。
4J32時間-溫度-組織轉變曲線
4J32合金組織結構 合金按1.5規(guī)定的熱處理制度處理后，再經-60℃冷速2h，不應出現(xiàn)馬氏體組織。但當合金成分不當時，在常溫或低溫下將發(fā)生不同程度的奧氏體(γ)向針狀馬氏體(α)轉變，相變時伴隨著體積膨脹效應。合金的膨脹系數相應增高。影響合金低溫組織穩(wěn)定性的主要因素是合金的化學成分。從Fe-Ni-Co三元相圖中可以看到，鎳是穩(wěn)定γ相的主要元素。鎳含量偏高有利于γ相的穩(wěn)定。銅也是穩(wěn)定合金組織的重要元素。隨合金總變形率增加，其組織越趨向穩(wěn)定。合金成分偏析也可能造成局部區(qū)域的γ→α相變。此外，晶粒粗大也會促進γ→α相變。
五、4J32工藝性能與要求
4J32成形性能 該合金很容易冷、熱加工。熱加工時應避免在含硫的氣氛中加熱。
4J32焊接性能 合金可采用釬焊、熔焊、電阻焊等方法焊接。由于膨脹系數與化學成分有關，應盡量避免造成合金成分的改變，因此最好采用氬弧焊。
4J32零件熱處理工藝 熱處理可分為：消除應力退火、中間退火及穩(wěn)定化處理。
(1)消除應力退火 為消除零件在機械加工后殘存應力，要進行消除應力退火：530～550℃，保溫1～2h,爐冷。
(2)中間退火 為消除合金在冷軋、冷拔、冷沖壓過程引起的加工硬化現(xiàn)象，以利于繼續(xù)加工。工件加熱到830～880℃，保溫30min，爐冷或空冷。
(3)穩(wěn)定化處理 為獲得具有較低的膨脹系數又能使其性能穩(wěn)定。一般采用三段處理。
a)均勻化：在加熱中，合金中的雜質充分固溶和合金化元素趨于均勻。工件在保護氣氛中，加熱到830℃，保溫20min～1h，淬火。
b)回火：在回火過程中能夠部分消除由淬火產生的應力。工件加熱到315℃，保溫1～4h，爐冷。
c)穩(wěn)定化時效：使合金的尺寸穩(wěn)定。工件加熱到95℃，保溫48h。
對于冷加工或機械加工后的高精度零件，不宜采用高溫處理時，可采用下述消除應力穩(wěn)定化處理：工件加熱到315～370℃，1～4h。
該合金不能用熱處理硬化。
4J32表面處理工藝 表面處理可采用噴砂、拋光或酸洗。合金可用25%鹽酸溶液在70℃下酸洗，清除氧化皮。
4J32切削加工與磨削性能 該合金切削加工特性和奧氏體不銹鋼相似。加工時采用高速鋼或硬質合金刀具，低速切削加工。切削時可使用冷卻劑。該合金磨削性能良好。
掃一掃 添加微信
