1、4J29概述4J29合金又称可伐(Kovar)合金。

【资料图】

2、该合金在20～450℃具有与硅硼硬玻璃相近的线膨胀系数，居里点较高，并有良好的低温组织稳定性。

3、合金的氧化膜致密，能很好地被玻璃浸润。

4、且不与汞作用，适合在含汞放电的仪表中使用。

5、是电真空器件主要密封结构材料。

6、1.14J29材料牌号4J29。

7、1.24J29相近牌号 见表1-1。

8、表1-1[1～4]俄罗斯 美国 英国 日本 法国 德国 29HК Kovar Nilo K KV-1 Dilver P0 Vacon 12 29HК-BИ RodarTechallony Glasseal 29-17 Telcaseal KV-2KV-3 Dilver P1 Silvar 48 1.34J29材料的技术标准YB/T 5231-1993《铁镍钴玻封合金4J29和4J44技术条件》。

9、1.44J29化学成分 见表1-2。

10、表1-2 %C Mn Si P S Cu Cr Mo Ni Co Fe ≤ 0.03 0.5 0.30 0.020 0.020 0.20 0.20 0.20 28.5～29.5 16.8～7.8 余量 在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许镍、钴含量偏离表1-2规定范围。

11、铝、镁、锆和钛的含量各不大于0.10%，其总量应不大于0.20%。

12、1.54J29热处理制度标准规定的膨胀系数及低温组织稳定性的性能检验试样，在氢气气氛中加热至900℃±20℃,保温1h，再加热至1100℃±20℃，保温15min，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。

13、1.64J29品种规格与供应状态品种有丝、带、板、管和棒材。

14、1.74J29熔炼与铸造工艺用非真空感应炉、真空感应炉或电弧炉熔炼。

15、1.84J29应用概况与特殊要求该合金是国际通用的典型的Fe-Ni-Co硬玻璃封接合金。

16、经航空工厂长期使用，性能稳定。

17、主要用于电真空元器件如发射管、振荡管、引燃管、磁控管、晶体管、密封插头、继电器、集成电路的引出线、底盘、外壳、支架等的玻璃封接。

18、在应用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配。

19、根据使用温度严格检验其低温组织稳定性。

20、在加工过程中应进行适当的热处理，以保证材料具有良好的深冲引伸性能。

21、当使用锻材时应严格检验其气密性。

22、二、4J29物理及化学性能2.14J29热性能2.1.14J29溶化温度范围该合金溶化温度约为1450℃[1,2]。

23、2.1.24J29热导率见表2-1。

24、表2-1[1]θ/℃ 100 200 300 400 500 λ/(W/(m·℃)) 20.6 21.5 22.7 23.7 25.4 2.1.34J29比热容 在0℃时，比热容为440J/(kg•℃)；在430℃时，比热容为649J/(kg•℃)。

25、2.1.44J29线膨胀系数 标准规定α1(20～400℃)=(4.6～5.2)×10-6℃-1；α1(20～450℃)=(5.1～5.5)×10-6℃-1(当用于晶体管时上限为5.6×10-6℃-1)。

26、合金的平均线膨胀系数见表2-2。

27、合金的膨胀曲线见图2-1。

28、2.24J29密度2.34J29电性能2.3.14J29电阻率 ρ=0.48μΩ·m[1,5]。

29、表2-2[1]θ/℃ /10-6℃-1请点击输入图片描述 θ/℃ /10-6℃-1请点击输入图片描述 20～60 7.8 20～500 6.2 20～100 6.4 20～550 7.1 20～200 5.9 20～600 7.8 20～300 5.3 20～700 9.2 20～400 5.1 20～800 10.2 20～450 5.3 20～900 11.4 2.3.14J29电阻温度系数见表2-3。

30、表2-3[1]温度范围/℃ 20～50 20～85 20～100 20～200 20～300 20～400 αR/10-3℃-1 3.7 3.7 3.9 3.9 3.7 3.3 2.44J29磁性能2.4.14J29居里点 Tc=430℃[1,5]。

31、2.4.24J29合金的磁性能 见表2-4[1]。

32、在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.98T，矫顽力Hc=68.8A/m[1,2]。

33、2.54J29化学性能 合金在大气、淡水和海水中有较好的耐腐蚀性。

34、表2-4[1,2]H/(A/m) B/T H/(A/m) B/T H/(A/m) B/T 8 0.9×10-2 80 0.35 2000 1.47 16 2.1×10-2 160 0.81 4000 1.61 24 3.6×10-2 400 1.17 40 8.3×10-2 800 1.34 4J29力学性能3.14J29技术标准规定的性能3.1.14J29硬度 深冲态带材的硬度应符合表3-1的规定。

35、厚度不大于0.2mm时不作硬度检验。

36、3.1.24J29抗拉强度 丝材和带材的抗拉强度应符合表3-2的规定。

37、表3-1状态 δ/mm 硬度HV 深冲态 >2.5 ≤170 ≤2.5 ≤165 表3-2状态代号 状态 σb/MPa 丝材 带材 R 软态 <585 <570 1/4I 1/4硬态 585～725 520～630 1/2I 1/2硬态 655～795 590～700 3/4I 3/4硬态 725～860 600～770 I 硬态 >850 >700 3.24J29室温及各种温度下的力学性能3.2.14J29硬度 冷应变率为50%的带材，在不同退火温度下的硬度见图3-1。

38、3.2.24J29拉伸性能 合金（退火态）在室温的拉伸性能见表3-3。

39、冷应变率为50%的带材，在不同退火温度下的拉伸性能见图3-2。

40、表3-3[1,5]σb/MPa σP0.2/MPa δ/% 520 330 30 3.34J29持久和蠕变性能3.44J29疲劳性能3.54J29弹性性能3.5.14J29弹性模量 E=138GPa。

41、四、4J29组织结构4.14J29相变温度γ→α相变温度在-80℃以下。

42、4.24J29时间-温度-组织转变曲线4.34J29合金组织结构合金按1.5规定的热处理制度处理后，再经-78.5℃冷冻，大于等于4h不应出现马氏体组织。

43、但当合金成分不当时，在常温或低温下将发生不同程度的奥氏体(γ)向针状马氏体(α)转变，相变时伴随着体积膨胀效应。

44、合金的膨胀系数相应增高，致使封接件的内应力剧增，甚至造成部分损坏。

45、影响合金低温组织稳定性的主要因素是合金的化学成分。

46、从Fe-Ni-Co三元相图中可以看到，镍是稳定γ相的主要元素，镍含量偏高有利于γ相的稳定。

47、随合金总变形率增加其组织越趋向稳定。

48、合金成分偏析也可能造成局部区域的γ→α相变。

49、此外晶粒粗大也会促进γ→α相变。

50、4.44J29晶粒度 标准规定深冲态带材的晶粒度应不小于7级，小于7级的晶粒不得超过面积的10%。

51、厚度小于0.13mm的带材估计平均晶粒度时，沿带材厚度方向晶粒个数应不少于8个。

52、冷应变率为60%～70%的厚的带材，在表4-1所示温度下退火1h,空冷后，按YB 027-1992附录A评级，其晶粒度见表4-1。

53、表4-1[1,2]退火温度/℃ 675 700 750 800 900 1000 1100 1200 晶粒度级别 开始再结晶 >10 >10 10 7.5 5.0 4.0 3.0 五、4J29工艺性能与要求5.14J29成形性能该合金具有良好的冷、热加工性能，可制成各种复杂形状的零件。

54、但应避免在含硫的气氛中加热。

55、在冷轧时，当带材的冷应变率大于70%时，退火后会引起塑性各向异性；冷应变率在10%～15%范围时，合金在退火后会导致晶粒急剧长大，也将产生合金的塑性各向异性。

56、当最终应变率为60%～65%，晶粒度为7～8.5级时，其塑性各向异性最小[2,4,7～9]。

57、合金带材的杯突值与厚度的关系见图5-1。

58、5.24J29焊接性能 该合金可采用钎焊、熔焊、电阻焊等方法与铜、钢、镍等金属焊接。

59、当合金中锆含量大于0.06%时，将影响板材的氩弧焊焊接质量，甚至使焊缝开裂。

60、该合金与玻璃封接前，应清洗干净，随后进行高温湿氢处理、预氧化处理。

61、5.34J29零件热处理工艺 热处理可分为：消除应力退火、中间退火、净化去气处理、预氧化处理。

62、(1)消除应力退火 为消除零件在机械加工后的残存应力要进行消除应力退火：470～540℃，保温1～2h,炉冷或空冷。

63、(2)中间退火 为消除合金在冷轧、冷拔、冷冲压过程中引起的加工硬化现象，以利于继续加工。

64、工件需在干氢、分解氨或真空中，加热到750～900℃，保温14min～1h，然后炉冷，空冷或水淬。

65、(3)净化去气处理 零件成形后，预氧化处理前，需进行湿氢处理，处理前应进行除油。

66、工作需在饱和湿氢中，加热到950～1050 ℃，保温10～30min,然后炉冷。

67、(4)预氧化处理 合金在湿氢处理后，熔封前一般要进行预氧化处理，使合金表面生成一层厚度均匀、致密的氧化膜，该氧化膜与基体结合牢固，且能很好地与熔融的玻璃浸润。

68、零件在湿氢处理后，在大约800℃的空气中氧化。

69、零件的增重在0.2～0.4mg/cm2范围为宜[10]。

70、该合金不能用热处理硬化。

71、5.44J29表面处理工艺 表面处理可用喷砂、抛光、酸洗。

72、零件与玻璃封接后，为易于焊接，需去除封接时生成的氧化膜，可将零件在10%盐酸+10%硝酸的水溶液中，加热到70 ℃左右，酸洗2～5min。

73、该合金具有良好的电镀性能，表面能镀金、银、镍、铬等金属。

74、为便于零件间的焊接或热压粘结，常镀以铜、镍、金、锡的镀层。

75、为改善高频电流的传导能力，降低接触电阻以保证正常的阴极发射特性，常镀以金、银的镀层。

76、为提高器件的耐蚀性能可镀镍或金[11]。

77、5.54J29切削加工与磨削性能 该合金切削特性和奥氏体不锈钢相似。

78、加工时采用高速钢或硬质合金刀具，低速切削加工。

79、切削时可使用冷却剂。

80、该合金磨削性能良好。

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