上海宏玺合金材料有限公司

4J29合金又称可伐(Kovar)合金。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。合金的氧化膜致密，能很好地被玻璃浸润。且不与汞作用，适合在含汞放电的仪表中使用。是电真空器件主要密封结构材料。

相近牌号

      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 Rodar KV-2

      Techallony Glasseal 29-17 Telcaseal KV-3 Dilver P1 Silvar 48

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》。

化学成分

      C≤0.03%

      Mn≤0.50%

      Si≤0.30%

      P≤0.020%

      S≤0.020%

      Cu≤0.20%

      Cr≤0.20%

      Mo≤0.20%

      Ni=28.5-29.5%

      Co=16.8-17.8%

      Fe=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。铝、镁、锆和钛的含量各不大于0.10%，其总量应不大于0.20%。

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。

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。经航空工厂长期使用，性能稳定。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。在应用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配。根据使用温度严格检验其低温组织稳定性。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。当使用锻材时应严格检验其气密性。

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。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。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。影响合金低温组织稳定性的主要因素是合金的化学成分。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。随合金总变形率增加其组织越趋向稳定。合金成分偏析也可能造成局部区域的γ→α相变。此外晶粒粗大也会促进γ→α相变。

4J42膨胀合金概述

      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。

化学成分

      材料的技术标准 YB/T 5235-1993《铁镍铬、铁镍封接合金技术条件》。

热处理制度

      标准规定的膨胀系数性能检验试样其热处理制度：在氢气气氛中将试样加热到900℃±20℃，保温1h，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。

品种规格与供应状态

      品种有棒材、管材、板材、带材和丝材。

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。

应用概况与特殊要求

      4J42属玻封合金典型牌号，经航空工厂长期使用，性能稳定。

      4J42合金主要用于和软玻璃、陶瓷等封接，制作电子管、晶体管和集成电路的引线、框架和密封插头。

      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。

物理及化学性能

化温度范围

      溶化温度约为1430℃。

热导率

      λ：14.6W/(m/℃)。

比热容

      比热容为502J/(kg/℃)。

线膨胀系数/10-6℃-1

密度

      Ρ：8.12g/cm3。

电性能

      电阻率ρ：0.61μΩ/m。

合金的平均线膨胀系数/10-6℃-1

磁性能

居里点

      Tc=360℃。

合金的磁性能

      在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.99T，矫顽力Hc=28.8A/m。

化学性能

      合金在大气、淡水和海水中有较好的耐腐蚀性。

力学性能

硬度

      该组合金（退火态）硬度HV均约为135。

抗拉强度

弹性模量

      该组合金的弹性模量E=147GPa。

合金组织结构

      该组合金均为稳定的奥氏体组织。

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。

工艺性能与要求

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）晶粒显着长大，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。

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。

零件热处理工艺

      热处理可分为：消除应力退火、中间退火及预氧化处理。

      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：430～540℃，保温1～2h,炉冷或空冷。

      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。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 该组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。

      该合金不能用热处理硬化。

表面处理工艺

      在热处理、焊接或玻封之前，必须清除金属表面污物、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%盐酸溶液在70℃下酸洗。

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。