N06030镍合金材料的塑性和韧性

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。

4J29材料牌号

4J29。

4J29相近牌号

俄罗斯美国英国日本法国德国
29HКKovarNiloKKV-1DilverP0Vacon12
29HК-BИRodarKV-2
TechallonyGlasseal29-17TelcasealKV-3DilverP1Silvar48

4J29材料的技术标准

YB/T5231-1993《铁镍钴玻封合金4J29和4J44技术条件》。

4J29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%。

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。

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。

4J29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。

Super-Invar精密合金概述：

Super-Invar精密合金又称(4J32)合金。在－60～80℃温度范围内，其膨胀系数比4J36合金低，但低温组织稳定性较4J36合金差。该合金主要用于制造要求在环境温度变化范围内尺寸高度精密仪表零件。

Super-Invar精密合金材料牌号4J32。

4J32合金相近牌号

俄罗斯美国日本法国

32HКДSuper-Invar-Invar

32HК-BИSuper-NilvarSISuperieur

4J32材料的技术标准YB/T5241-1993《低膨胀合金4J32、4J36、4J38和4J40技术条件》。

Super-Invar精密合金化学成分：

C≤0.05%P≤0.02%S≤0.02%Si≤0.02%

Mn=0.20～0.60%Cu=0.40～0.80%Co=3.2～4.2%Ni=31.5～33.0%

Fe=余量

在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许镍含量偏离上表规定范围。

Super-Invar精密合金热处理制度：

标准规定的膨胀系数及低温组织稳定性的性能检验试样按下述方法加工和热处理：将半成品试样加热至840℃±10℃，保温1h，水淬，再将试样加工为成品试样，在315℃±10℃保温1h，随炉冷或空冷。

Super-Invar精密合金应用概况与特殊要求

该合金是典型低膨胀合金，经航空工厂长期使用，性能稳定。主要用于制造在环境温度变化范围内尺寸高度的精密部件。在使用中应严格控制热处理工艺及加工工艺，根据使用温度应严格检验其组织稳定性。

Super-Invar精密合金组织结构：

合金按1.5规定的热处理制度处理后，再经-60℃冷速2h，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。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。铜也是稳定合金组织的重要元素。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。

镍基单晶高温合金具备优异的高温性能,主要应用于航空发动机和工业燃气轮机的涡轮叶片。单晶高温合金在服役过程中的低周pi劳断裂具有产生ji大的危害性,因此对其pi劳性能的研究尤为重要。同时,单晶合金具有各向yi性,晶体取向是影响pi劳性能的一个重要因素。因此,本文以一种3Re的第二代镍基单晶高温合金为研究对象,研究了[001]、[011]和[111]三种取向合金在980℃的低周pi劳行为,采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等手段,观察断口、变形后的微观组织以及微观位错组态,分析合金的低周pi劳断裂机制与变形机制。合金三种取向的pi劳行为研究表明:在980℃总应变幅控制的低周pi劳实验中,[001]、[011]和[111]三个取向的低周pi劳寿ming均随着总应变幅的增大而降低。pi劳寿ming具有取向依赖性,这主要与弹性模量的差异有关。其中[001]取向弹性模量小,pi劳寿ming长,[111]取向弹性模量大,pi劳寿ming短。对合金三种取向pi劳断裂机制的研究表明:三种取向的裂纹从表面或亚表面铸造缺陷或表面yang化处萌生,主要沿非晶体学平面扩展,而[111]取向部分试样沿晶体学平面扩展,循环塑性变形是主要的pi劳损伤机制。