4J54概述

編輯

鐵鎳定膨脹合金是通過調整鎳含量而獲得在給定溫度范圍內能與膨脹系數不同的軟玻璃和陶瓷匹配

的一系列定膨脹合金，其膨脹系數和居里點隨鎳含量增加而增加。該合金是電真空工業中廣泛使用的封

接結構材料。

4J54材料牌號 4J54。

4J54相近牌號

俄羅斯 美國 英國 日本 法國 德國

- - - - N54 Vacodil 540

FeNi54

4J54材料的技術標準

YB/T 5235-1993《鐵鎳鉻、鐵鎳封接合金技術條件》。

4J54熱處理制度

標準規定的膨脹系數性能檢驗試樣其熱處理制度：在保護氣氛或真空中加熱到850℃±20℃，保溫

1h，以不大于300℃/min速度冷至400℃以下出爐[4]。

4J54品種規格與供應狀態

品種有棒材、管材、板材、帶材和絲材。

4J54熔煉與鑄造工藝 用非真空感應爐、真空感應爐或電弧爐熔煉。

4J54應用概況與特殊要求

4J54合金主要用于和云母、軟玻璃封接。

在應用中應使選用的封接材料與合金的膨脹系數相配。熱處理時應控制其晶粒度，以保證材料具有

良好的深沖引伸性能。當使用鍛、軋材時應嚴格檢驗材料的氣密性。

4J54溶化溫度范圍 該合金溶化溫度約為1430℃[1,2]。

4J54熱導率 λ=18.8W/(m·℃)[1,2]。

4J54比熱容 該合金的比熱容為502J/(kg·℃)。

4J54密度 ρ=8.28g/cm3[1,2]。

4J54電性能 電阻率ρ=0.42μΩ·m[1,2]。

4J54居里點 Tc=530℃[1,2]。

4J54化學性能 合金在大氣、淡水和海水中有較好的耐腐蝕性。

4J54硬度 該合金（退火態）硬度HV約為135[1,2]。

4J54彈性模量 該合金的彈性模量E=157GPa[1,2]。

4J54合金組織結構

該合金為穩定的奧氏體組織。

4J54晶粒度

合金深沖帶的晶粒度應不小于7級，小于7級的晶粒度不得超過面積的10%。厚度小于0.13mm的帶材

估計平均晶粒度時，沿帶材厚度方向的晶粒個數應不少于8個。

4J54成形性能

該合金很容易進行冷、熱加工。熱加工溫度不宜過高，加熱時間不宜過長，應避免在含硫的氣氛中

加熱。當帶材冷應變率大于75%時，退火后會引起塑性各向異性。冷應變率在10%～15%，加熱到950～

1050℃時（在釬焊過程中不可避免）晶粒顯著長大，致使合金塑性降低，對于薄的截面還可能喪失金屬

的真空氣密性。因此成品的終應變率應控制在60%左右[2，5]。

4J54焊接性能

該合金具有良好的焊接性能，可釬焊和點焊。該合金與軟玻璃等材料封接前應進行預氧化處理。

4J54零件熱處理工藝

熱處理可分為：消除應力退火、中間退火及預氧化處理。

(1)消除應力退火 為消除零件在機械加工后的殘存應力要進行消除應力退火：430～540℃，保溫1

～2h,爐冷或空冷。

(2)中間退火 為消除合金在冷軋、冷拔、冷沖壓過程中引起的加工硬化現象，以利于繼續加工。工

件需在真空或保護氣氛中，加熱到700～800℃，保溫30～60min，然后爐冷、空冷或水淬。

(3)預氧化處理 該合金作封接材料使用時，在封接前應進行預氧化處理。使合金表面生成一層厚度

均勻、致密的氧化膜。零件在1100℃下，在飽和濕氫中，加熱30min，然后在大約800℃的空氣中氧化5

～10min。零件的增重在0.1～0.3mg/cm2為適宜[6]。

該合金不能用熱處理硬化。

4J54表面處理工藝

在熱處理、焊接或玻封之前，必須清除金屬表面污物、油脂。氧化層嚴重時可采用噴砂或先在熔融

堿液中浸泡，然后再酸洗。輕微氧化皮可用25%鹽酸溶液在70℃下酸洗。

4J54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合金刀具，低速切削加工，切

削時可使用冷卻劑。磨削性能良好。