![4J54圆钢 圆棒 钢棒]()
4J54概述
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铁镍定膨胀合金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。该合金是电真空工业中广泛使用的封
接结构材料。
4J54材料牌号 4J54。
4J54相近牌号
美国 英国 日本 法国 德国
- - - - N54 Vacodil 540
FeNi54
4J54材料的技术标准
YB/T 5235-1993《铁镍铬、铁镍封接合金技术条件》。
4J54热处理制度
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标准规定的膨胀系数性能检验试样其热处理制度：在保护气氛或真空中加热到850℃±20℃，保温
1h，以不大于300℃/min速度冷至400℃以下出炉[4]。
4J54品种规格与供应状态
品种有棒材、管材、板材、带材和丝材。
4J54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。
4J54应用概况与特殊要求
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4J54合金主要用于和云母、软玻璃封接。
在应用中应使选用的封接材料与合金的膨胀系数相配。热处理时应控制其晶粒度，以保证材料具有
良好的深冲引伸性能。当使用锻、轧材时应严格检验材料的气密性。
4J54溶化温度范围 该合金溶化温度约为1430℃[1,2]。
4J54热导率 λ=18.8W/(m·℃)[1,2]。
4J54比热容 该合金的比热容为502J/(kg·℃)。
4J54密度 ρ=8.28g/cm3[1,2]。
4J54电性能 电阻率ρ=0.42μΩ·m[1,2]。
4J54居里点 Tc=530℃[1,2]。
4J54化学性能 合金在大气、淡水和海水中有较好的耐腐蚀性。
4J54硬度 该合金（退火态）硬度HV约为135[1,2]。
4J54性模量 该合金的性模量E=157GPa[1,2]。
4J54合金组织结构
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该合金为稳定的奥氏体组织。
4J54晶粒度
合金深冲带的晶粒度应不小于7级，小于7级的晶粒度不得超过面积的10%。厚度小于0.13mm的带材
估计平均晶粒度时，沿带材厚度方向的晶粒个数应不少于8个。
4J54成形性能
该合金很容易进行冷、热加工。热加工温度不宜过高，加热时间不宜过长，应避免在含硫的气氛中
加热。当带材冷应变率大于75%时，退火后会引起塑性各向异性。冷应变率在10%～15%，加热到950～
1050℃时（在钎焊过程中不可避免）晶粒显著长大，致使合金塑性降低，对于薄的截面还可能丧失金属
的真空气密性。因此成品的终应变率应控制在60%左右[2，5]。
4J54焊接性能
该合金具有良好的焊接性能，可钎焊和点焊。该合金与软玻璃等材料封接前应进行预氧化处理。
4J54零件热处理工艺
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热处理可分为：应力退火、中间退火及预氧化处理。
(1)应力退火 为零件在机械加工后的残存应力要进行应力退火：430～540℃，保温1
～2h,炉冷或空冷。
(2)中间退火 为合金在冷轧、冷拔、冷冲压过程中引起的加工硬化现象，以利于继续加工。工
件需在真空或保护气氛中，加热到700～800℃，保温30～60min，然后炉冷、空冷或水淬。
(3)预氧化处理 该合金作封接材料使用时，在封接前应进行预氧化处理。使合金表面生成一层厚度
均匀、致密的氧化膜。零件在1100℃下，在饱和湿氢中，加热30min，然后在大约800℃的空气中氧化5
～10min。零件的增重在0.1～0.3mg/cm2为适宜[6]。
该合金不能用热处理硬化。
4J54表面处理工艺
在热处理、焊接或玻封之前，必须金属表面污物、油脂。氧化层严重时可采用喷砂或先在熔融
碱液中浸泡，然后再酸洗。轻微氧化皮可用25%溶液在70℃下酸洗。
4J54切削加工与磨削性能
该合金切削加工特性和奥氏体不锈钢相似。加工时采用高速钢或硬质合金刀具，低速切削加工，切
削时可使用冷却剂。磨削性能良好。
4J54 成分
我们常说的4J54 热扩钢管指的是密度比较低但是收缩很强的钢管，(无缝化钢管)都可以简称为热扩管。用斜轧法或拉拔法扩大管材直径的一种荒管精轧工序。在较短的时间内使钢管，可生产非标，特殊型号的无缝管，且成本低，生产效率高，是目前轧管领域的发展趋势。
4J54哈氏合金C-276在焊接上主要有9大注意事项，总结如下：
焊前清理由于哈氏合金表面粘附有污物及yang化物，因此焊接前必须对焊接区域进行清理。清理方法可以采用机械清理，即用角向磨光机对焊接区域进行打磨，直至露出金属光泽。清理的宽度应达到100mm以上，以确保杂质不进入焊接区域。
焊接方法 焊接时一般采用直流正接法进行焊接，直流正接时，钨级温度低，许用电流大，钨级损耗小，钨级端部打磨为30°，头部略为磨出平面。
气体保护哈氏合金C-276必须要采取措施以使焊缝及热影响区的抗腐蚀性能下降小，如钨ji气体保护焊（GTAW）、金属ji气体保护焊（GMAW）、埋弧焊或其他一些可以使焊缝及热影响区抗腐蚀性能下降小的焊接方法。考虑氩气保护效果明显：保护作用好、热量集中、焊缝质量好，热影响区小，焊件变形小，使焊缝及热影响区抗腐蚀性能下降小。
焊接坡口 焊接坡口好采用机械加工好是冷加工的方法，以保证加工表面的形状、尺寸和粗糙度符合图样要求或焊接工艺规程的规定。焊前坡口机械加工会带来加工硬化，所以对机械加工的坡口处进行焊接前打磨是必要的。焊接坡口不应有分层、折叠、裂纹、撕裂等缺陷。
焊接坡口及其两侧50mm宽度范围内金属表面打磨去除yang化色，并用yi醇、bing酮或bing醇等无yang化物的溶剂清洗去除油脂、水分、粉笔标记等污染物，涂刷溶剂应彩英清洁时不起毛的皮或者纤维素海绵。应杜用焊材、工人不洁衣鞋上的有害物质与工件接触，避免对工件污染。
焊材选择推荐：选用ERNiCrMo-4焊丝，焊条采用ENiCrMo这种焊丝具有优异的抗腐蚀性能和工艺性能，其化学成分与母材相似且含锰量比母材高，在焊接时可改善抗裂性和控制气孔。特别超低的碳起到了防止晶间腐蚀的危险。
预热及层间温度在室温环境下哈氏合金焊接一般不需要预热，只有当空气中的温度低于零度时或者湿气聚集时，才要对母材进行加热，但加热温度也只需达到30-40℃。
在焊接过程中，焊缝金属在高温（375-875℃）时间会长时会形成一种Fe-Cr金属化合物，即σ相，σ相的性能ji硬而脆，且分布在晶界处，造成焊缝金属冲击韧性下降而脆化。
采用多层焊时，层间温度必须低于90℃，目的防止在375-875℃过长，引起σ相脆化。
焊接时注意事项为减少焊接热输入，尽量选用小的焊接电流，快速焊接法进行焊接。另外，由于哈氏合金在收弧位置容易开裂，因此收弧时一定要填满弧坑，在再次起弧焊接前要对前一个弧坑处进行打磨，然后用软毛刷清理干净后再进行后续焊接。这两种处理，可以抑制热裂纹的产生。
在焊接接头容易晶间腐蚀。包括焊缝的晶间腐蚀、紧靠熔合线的过热区“刀蚀”及热影响区敏化温度的晶间腐蚀等。
焊后热处理但在十分苛刻的环境中，C-276材料及焊接件要进行固溶热处理以获得好的抗腐蚀性能。哈氏C-276合金材料固溶热处理，认为包括两个过程：在1040℃~1150℃加热；在两分钟之内快速冷却至黑色状态（400℃左右），这样处理后的材料有很好的耐蚀性能。因此仅对哈氏C-276合金进行消应力热处理是无效的。在热处理之前要清理合金表面的油污等可能在热处理过程中产生碳元素的一切污垢。
哈氏C-276合金表面在焊接或热处理时会产生yang化物，使合金中的Cr含量降低，影响耐蚀性能，所以要对其进行表面清理。可以使用不锈钢丝刷或砂轮，接下来浸入适当比例xiao suan和fu酸的混合液中酸洗，后用清水冲洗干净。
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