4J50铁镍合金在空气中的氧化过程 4J50抗拉强度 4J50屈服强度

4J50 圆棒、4J50 无缝管、4J50 板材、4J50 丝材、4J50 法兰、4J50 带材、可按要求制作 『对应牌号』 俄罗斯牌号：50H 美国牌号：FeNi 50 英国牌号：Nilo 51 日本牌号：NS-1 法国牌号：N50 德国牌号：Vacodil 500

『出厂状态』

热轧、锻轧、精扎、机轧、挤压、连铸、冷拔、浇铸、冷拉等 『4J50 退火状态，在常温下合金的机械性能』

状态代号 状态 抗拉强度，N/mm2 R I 软态 硬态 <590 >820 『4J50常见问题』 问：4J50密度是多少？ 答：8.2 g/cm3

问：4J50什么价，等其他问题？ 答：问作者。 『产品介绍』

4J50是通过调整镍含量而获得在给定温度范围内能与膨胀系数不同的软玻璃和陶瓷匹配的一系列定膨胀合金，其膨胀系数和居里点随镍含量增加而增加。该组合金是电真空工业中广泛使用的封接结构材料。 4J50属玻封合金典型牌号，经航空工厂长期使用，性能稳定。

『4J50铁镍合金在空气中的氧化过程』：

4J50铁镍合金在500~520℃空气中、22%~60%湿度范围内的氧化规律和氧化动力学,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)对氧化膜的形貌和相组成进行分析。结果表明:在氧化初期,基体表面生成不连续的氧化膜,其主要成分为Fe2O3;氧化时间为10~15 min时,生成均匀的氧化膜,其主要成分为Fe2O3和Fe3O4;提高氧化温度和相对湿度可加快4J50铁镍合金的氧化过程,相对湿度高于60%会显著降低氧化膜的粘附性。

4J50铁镍合金(Fe-50Ni)热膨胀系数接近浮法玻璃,屈服点低,并且具有优异的加工和焊接性能,价格低廉,因而将4J50铁镍合金用于浮法玻璃-金属封接,具有工程应用价值[1]。由于纯金属表面与玻璃不润湿,所以金属与玻璃的封接前通常要先将金属表面氧化,形成一层与金属基体连接强度高并与封接玻璃润湿性良好的致

密氧化层,然后通过金属表面的氧化物与玻璃互溶而结合在一起,实现封接。4J50合金的预氧化与氧化膜层的组织结构、致密度直接影响封接强度和气密性,因此,4J50合金的预氧化对于高质量的浮法玻璃-金属封接是至关重要的。国内外对作为封接金属的铁镍合金预氧化的研究报道很少,作为惰性金属阳极材料则以800~1200长时间氧化为主。CHAPMAN[2]将Fe50-Ni50合金在800空气中氧化1h以上,其氧化膜成分为Fe2O3和NiXFe2-XO2。周涛等[3-4]对Ni-65.6Fe合金在1000和1200进行了长时间大气氧化实验,结果生成疏松的氧化膜,其氧化膜成分为Fe2O3和Fe3O4。为了生成致密均匀的氧化膜,作为封接金属的铁镍合金可在较低温度氧化,并合理控制氧化时间。由于同样作为封接金属的可伐合金(Fe-Ni-Co)与铁镍合金成分相近,且都以Fe的氧化为主,因此具有借鉴意义[5-7]。可伐合金在空气中氧化主要生成Fe3O4和Fe2O3,在水蒸气和N2-H2-H2O基气氛中则可生成单一Fe3O4膜[8-10]。可伐合金在空气中可影响的氧化行为。而采用水蒸气氧化对设备损耗大,采用N2-H2-H2O基气氛氧化存在成本高和设备复杂等问题[11]。为研究4J50铁镍合金在大气中的氧化特性和氧化物膜层结构,本文研究氧化温度、氧化时间和相对湿度对4J50铁镍合金的预氧化的影响,以期为4J50铁镍合金的低成本氧化工艺提供实验依据。1实验实验材料选用某合金厂生产的4J50带材,厚度为0.5mm,其主要化学成分如表1所列。剪成18mm18mm的方形试样,热碱去油,经600#的SiC砂纸打磨、超声清洗后,烘干备用。在3种加热温度(500,510,520)、4种保温时间(5,10,15,20min)和3种相对湿度(22%,40%,60%)的实验条件下进行氧化实验。通过室内恒温恒湿机调节相对湿度,实验环境温度为15,不同相对湿度对应的水蒸气分压如表2所列。实验完毕后,空冷至室温,用AUY220电子天平(精度0.1mg)称量试样质量,

计算试样单位面积的质量增量,测试结果取3个试样的平均值。用扫描电子显微镜(SEM)观察氧化膜表面和截面形貌,同时辅以X射线衍射(XRD)和能谱分析(EDS),以获得表面氧化膜的成分组成。

异形镁橄榄石瓷与定膨胀合金的高真空气密封接的方法活性金属封接法。所谓活性封接,就是利用活性金属(钦或错)容易与一些金属如铜、镍等,在低于其各自熔点(铜、镍)的温度下,形成合金或熔于银铜等合金溶液中。利用液相合金中的活性金属易于被陶瓷表面选择性的吸附并能与陶瓷材料的氧化物互相作用,从而得到良好的润湿,形成牢固、气密的高真空封接件I’J。活性金属封接法与烧结金属粉末法,都是电真空器件中常用的陶瓷一金属封接方法之一。由于活性封接法只适用于大尺寸的平封、夹封结构,又因在真空炉内进行封接不适于连续生产多往往因为真空中焊料的沉积使瓷件表面绝缘性能下降;一般在封接强度上也略差于烧结法,故在生产中的使用,通常次于烧结法。但对于某些陶瓷、特殊结构形式的封接不宜高温烧结,常采用活性封接方法。我们根据所选用的大尺寸、矩形镁橄榄石瓷、锥体瓷分别与4J50。定膨胀合金(以下简称合金)的封接就采用了活性法,氢化钦与银铜焊料封接法。因为该方法适用于烧结成瓷温度低,形状大而复杂,不宜用烧结法的镁橄榄石瓷的封接;而且氢化钦粉、银铜焊料的应用也比较方便,粉末受陶瓷零件形状的限制不大,氢化钦稳定,工艺因素容易控制,成本低,封接质量也可靠。我们对封接结构、钦、银铜焊料量、封接温度等影响封接质量的因素,经过反复试验,给出了钦、银铜焊料中合适的氢化钦量及封接工艺,并对封接断面进行了微观分析和观察,克服了由于镁橄榄石瓷本身强度差、瓷件尺寸大且异形所造成气密封接成品率极低的难点,成功地封接出矩形框瓷一4Jso合金、锥体瓷一4J50合金的高真空气密组件。通过了气密性、热烘烤、抗拉强度的考核,满足

了高写录速度微通道板示波管的需要。二、工艺试验及讨论1.工艺流程工艺流程如图1所示。图1工艺流程图夕.瓷件性能与结构试验陶瓷与金属封接的气密性、牢固性是封接质量的主要指标,而牢固性又是陶瓷一金属封接中保持气密的重要因素。在所选用的封接方法确定之后,其封接的质量与封接件的结构形式、所用的陶瓷、金肩材料的物理机械性能(线膨胀系数、机械强度和弹性模量)及工艺因素有关。.根据拓管的特殊需要,其中陶瓷选用了大尺寸管壳的镁橄揽石瓷;该瓷的本身强度较低、抗热冲击性能也较差,一般镁橄榄石瓷适用于与钦匹配较好的封接,应用于小型三、四极管。国内至今还未用到大尺寸、异形的陶瓷一金属管壳上去,而近儿年国凑卜已有应用,我们的工作也仅仅是第一次大胆尝试。本所采用镁橄榄石瓷的配方如下2]:锻烧滑石57%;氧化镁31.6%;BaCO:7。3%;膨润土嫂.1%。瓷的化学成分、物理性能分别如表1、2所示。烧结温变为138G,烧结后主晶相为表1计算化学成分成川s沁:{远叫滋6阵Y:‘31成2可…一筋一{试石花万},,砚盯W%…39.10!5370…600’o89{“:12,o。70。07!0。001表2瓷的物理性能性能介电常数。}Zooc,i多匕赫}介质.损tg各xib一4(20,1兆赫)电阻率p二瞅引赚-20,公.em鹦;}.167!_:_,于_返,_、_:卫:沙:叫}_丫~’三旦:资可‘_理生.2Mgo510:,少量的BaA12si:O。,热膨胀系数较高,体电阻高,在微波范围内应用随频率变化的介质损耗小,但其抗张强度低,均为95瓷的1/子一‘/2,因此陶瓷的热稳定性差,一般国产的95瓷加热到800七再放入冷水中迅速冷却,瓷的热稳定性为重复10次,瓷件不炸。而镁橄榄石瓷在清洗、素烧云封接的过程中由于冷热工艺处理不当都可能炸裂,因此该瓷也只能与某些玻璃、镍一铁合金及钦另件匹配封接