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            4J36是什么材料

            點(diǎn)擊次數(shù):3669更新時間:2020-11-20

             

            4J36

            一、4J36概述 

            4J3金又稱因瓦(INVAR)合金,合金的居里點(diǎn)約為230℃,低于這一溫度時合金是鐵磁性的,具有很低的膨脹系數(shù),高于這一溫度時合金為無磁性的,膨脹系數(shù)增大。該合金主要用于制造在氣溫變化范圍內(nèi)尺寸近似恒定的元件,廣泛用于無線電工業(yè)、精密儀器、儀表及工業(yè)。

            1.14J36材料牌號4J36。

            1.24J36相近牌號見表1-1。

            1-1[1,2] 

            俄羅斯

            英國

            日本

            法國

            德國

            32H

            32H-BИ

            -

            Invar

            Nilvar

            Unipsan36

            Invar

            Nilo36

            36Ni

            不變鋼

            CactusLE

            -

            InvarStandard

            Fe-Ni36

            -

            Vacodil36

            Nilos36

            -

            1.34J36材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)YB/T5241-1993《低膨脹合金4J32、4J36、4J38和4J40技術(shù)條件》。

            1.44J36化學(xué)成分見表1-2。

            1-2% 

            C

            P

            S

            Si

            Mn

            Ni

            Fe

            0.05

            0.020

            0.020

            0.30

            0.2~0.6

            35.0~37.0

            余量

            在平均線膨脹系數(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定條件下,允許鎳含量偏離表1-2規(guī)定范圍。

            1.54J36熱處理制度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的膨脹系數(shù)性能檢驗(yàn)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。

            1.64J36品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)品種有棒、管、板、絲和帶。

            1.74J36熔煉與鑄造工藝用非真空感應(yīng)爐、真空感應(yīng)爐和電弧爐熔煉。

            1.84J36應(yīng)用概況與特殊要求該合金是典型低膨脹合金。經(jīng)航空工廠使用,性能穩(wěn)定;使用中應(yīng)嚴(yán)格控制熱處理工藝及加工工藝,以保證材料的穩(wěn)定性。

            二、4J36物理及化學(xué)性能 

            2.14J36熱性能

            2.1.14J36溶化溫度范圍1430~1450℃[1,2]。

            2.1.24J36熱導(dǎo)率λ=11W/(m?℃)[1,2]。

            2.1.34J36比熱容c(20~100℃)=515J/(kg?℃)。

            2.1.44J36線膨脹系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定α1(20~100℃)≤1.5?10-6℃-1。

            合金試樣在保護(hù)氣氛或真空中加熱到880℃?20℃,保溫1h,以不大于300℃/h冷卻,其平均線膨脹系數(shù)見表2-1。合金的膨脹曲線見圖2-1。

            2-1[1] 

            溫度范圍/℃

            /10-6℃-1

            溫度范圍/℃

            /10-6℃-1

            20~60

            1.8

            20~250

            3.6

            20~40

            1.8

            20~300

            5.2

            20~20

            1.6

            20~350

            6.5

            20~0

            1.6

            20~400

            7.8

            20~50

            1.1

            20~450

            8.9

            20~100

            1.4

            20~500

            9.7

            20~150

            1.9

            20~550

            10.4

            20~200

            2.5

            20~600

            11.0

            2.24J36密度ρ=8.10g/cm3[1]。

            2.34J36電性能

            2.3.14J36電阻率ρ=0.78μΩ?m[1,2]。

            2.3.24J36電阻溫度系數(shù)見表2-2。

            2-2[1,2] 

            溫度范圍/℃

            20~50

            20~100

            20~200

            20~300

            20~400

            20~500

            αR/103℃-1

            1.8

            1.7

            1.4

            1.2

            1.0

            0.9

            2.44J36磁性能

            2.4.14J36居里點(diǎn)Tc=230℃[1,2]。

            2.4.24J3金(帶材)的磁性能見表2-3。

            2-3[1,2] 

            H/(A/m)

            B/T

            H/(A/m)

            B/T

            8

            1.8?10-2

            160

            0.74

            16

            4.2?10-2

            400

            0.97

            24

            8?10-2

            800

            1.12

            40

            0.2

            2000

            1.27

            80

            0.5

            4000

            1.32

            4000A/m下,剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br=0.6T,矯頑力Hc=48A/m[1,2]。

            2.4.34J3金磁導(dǎo)率與溫度的關(guān)系(磁場強(qiáng)度400A/m)見表2-4。

            2-4[1,2] 

            θ/℃

            -17.8

            10.0

            37.8

            66

            93

            116

            μ/(mH/m)

            2.25

            2.14

            2.04

            1.93

            1.81

            1.70

            2.54J36化學(xué)性能合金在大氣、淡水、和海水中有一定的耐腐蝕性。

            三、4J36力學(xué)性能 

            3.14J36技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能

            3.24J36室溫及各種溫度下的力學(xué)性能

            3.2.14J36硬度合金在退火狀態(tài)的硬度HV=140[1,2]。

            3.2.24J36拉伸性能合金(退火狀態(tài))在常溫下的拉伸性能見表3-1。在不同冷應(yīng)變下的拉伸性能見表3-2。

            3-1[1] 

            σb/MPa

            σP0.2/MPa

            δ/%

            450

            274

            35

            3-2 

            ε/%

            σb/MPa

            σP0.2/MPa

            δ/%

            15

            25

            30

            641

            689

            731

            448

            617

            655

            14

            9

            8

            3.34J36持久和蠕變性能

            3.44J36疲勞性能

            3.54J36彈性性能

            3.5.14J36彈性模量合金(退火狀態(tài))的彈性模量E=144GPa。

            四、4J36組織結(jié)構(gòu) 

            4.14J36相變溫度

            4.24J36時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

            4.34J3金組織結(jié)構(gòu)合金為單相奧氏體組織。

            4.44J36晶粒度冷應(yīng)變率ε=60%~70%、厚度d=1mm的帶材,在表4-1所示溫度下退火1h,空冷后,按YB027-1992標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行晶粒度評級,結(jié)果見表4-1。

            4-1[1,2] 

            退火溫度/℃

            700

            750

            800

            900

            1000

            1050

            1100

            1200

            晶粒度級別

            開始再結(jié)晶

            >10

            >10

            9.0

            6.5

            4.0

            3.0

            2.0

            五、4J36工藝性能與要求 

            5.14J36成形性能合金很容易冷、熱加工。熱加工時應(yīng)避免在含的氣氛中加熱。

            5.24J36焊接性能合金可采用氧乙炔焊、電弧焊、點(diǎn)焊和氫原子焊等方法焊接。由于膨脹系數(shù)與合金的化學(xué)成分有關(guān),應(yīng)盡量避免因焊接造成合金成分的改變,因此好使用氬弧焊,焊接的填充金屬好含有0.5%~1.5%的鈦,以減少焊接的氣孔和裂縫。

            5.34J36零件熱處理工藝該合金熱處理可分為:消除應(yīng)力退火、中間退火及穩(wěn)定化處理。

            (1)消除應(yīng)力退火為消除零件在機(jī)械加工后的殘存應(yīng)力,要進(jìn)行消除應(yīng)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(shù)又能使其性能穩(wěn)定的處理。一般采用三段處理。

            a)均勻化:在加熱中,合金中的雜質(zhì)充分固溶和合金化元素趨于均勻。工件在保護(hù)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(chǎn)生的應(yīng)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(jī)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(yīng)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。

            5.44J36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%溶液在70℃下酸洗,清除氧化皮。

            5.54J36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(zhì)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。


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