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4J29膨胀合金
一、4J29概述
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。
1.1 4J29材料牌号 4J29。
1.2 4J29相近牌号 见表1-1。
表1-1
俄罗斯美国英国日本法国德国
29HКKovarNilo KKV-1Dilver P0Vacon 12
29HК-BИRodar Techallony Glasseal 29-17TelcasealKV-2 KV-3Dilver P1Silvar 48
1.3 4J29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》
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1.4 4J29化学成分 见表1-2。
表1-2%
CMnSiPSCuCrMoNiCoFe
≤
0.030.50.300.0200.0200.200.200.2028.5～29.516.8～7.8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。铝、镁、锆和钛的含量各不大于0.10%，其总量应不大于0.20%。
1.5 4J29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。
1.6 4J29品种规格与供应状态 品种有丝、带、板、管和棒材。
1.7 4J29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。
1.8 4J29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***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。
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二、4J29物理及化学性能
2.1 4J29热性能
2.1.1 4J29溶化温度范围 该合金溶化温度约为1450℃。
2.1.2 4J29热导率 见表2-1。
表2-1
θ/℃100200300400500
λ/(W/(m·℃))20.621.522.723.725.4
2.1.3 4J29比热容 在0℃时，比热容为440J/(kg•℃)；在430℃时，比热容为649J/(kg•℃)。
2.1.4 4J29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)。
合金的平均线膨胀系数见表2-2。合金的膨胀曲线见图2-1。
2.2 4J29密度
2.3 4J29电性能
2.3.1 4J29电阻率 ρ=0.48μΩ·m。
表2-2
θ/℃/10-6℃-1θ/℃/10-6℃-1
20～607.820～5006.2
20～1006.420～5507.1
20～2005.920～6007.8
20～3005.320～7009.2
20～4005.120～80010.2
20～4505.320～90011.4
2.3.1 4J29电阻温度系数 见表2-3。
表2-3
温度范围/℃20～5020～8520～10020～20020～30020～400
αR/10-3℃-13.73.73.93.93.73.3
2.4 4J29磁性能
2.4.1 4J29居里点 Tc=430℃。
2.4.2 4J29合金的磁性能 见表2-4。
在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.98T，矫顽力Hc=68.8A/m。
2.5 4J29化学性能 合金在大气、淡水和海水中有较好的耐腐蚀性。
表2-4
H/(A/m)B/TH/(A/m)B/TH/(A/m)B/T
80.9×10-2800.3520001.47
162.1×10-21600.8140001.61
243.6×10-24001.17
408.3×10-28001.34
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三、4J29力学性能
3.1 4J29技术标准规定的性能
3.1.1 4J29硬度 深冲态带材的硬度应符合表3-1的规定。厚度不大于0.2mm时不作硬度检验。
3.1.2 4J29抗拉强度 丝材和带材的抗拉强度应符合表3-2的规定。
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
1/4I1/4硬态585～725520～630
1/2I1/2硬态655～795590～700
3/4I3/4硬态725～860600～770
I硬态>850>700
3.2 4J29室温及各种温度下的力学性能
3.2.1 4J29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。
3.2.2 4J29拉伸性能 合金（退火态）在室温的拉伸性能见表3-3。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。
表3-3
σb/MPaσP0.2/MPaδ/%
52033030
3.3 4J29持久和蠕变性能
3.4 4J29疲劳性能
3.5 4J29弹性性能
3.5.1 4J29弹性模量 E=138GPa。
四、4J29组织结构
4.1 4J29相变温度 γ→α相变温度在-80℃以下。
4.2 4J29时间-温度-组织转变曲线
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