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4J38

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4J38
材料牌号:4J38易切削低膨胀合金
美国牌号:36NiFM/Lnvav Free Machining

一、4J38合金概述:

易切削低膨胀合金4J38时在4J36合金的基础上加入适量的硒(Se)元素而得到的,与4J36合金相比,它具有良好的切削加工性能和相近的膨胀系数。该合金主要用于制造在气温变化范围内尺寸近似恒定、且表面粗糙度要求高的零件。
1、4J38材料牌号:4J38。
2、4J38相近牌号: 4J38合金相近于美国的36NiFM、 Lnvav Free Machining、Simonds38-7FM、Carpenter Free Cut Invar36[1]
3、4J38材料的技术标准:
4、4J38化学成分:
见表1-1。
表1-1                                                                 %
C≤Si≤Mn≤P≤S≤Cr≥Ni≥Mo≥Cu≤
                0.05                0.20                0.80                0.020                0.020                -                35.0-37.0                -                -
                其他Al≤Ti≤Fe≤Se≤V≤W≤Nb≤N≤
                -                -                余量                0.10-0.25                -                -                -                -
    在平均线膨胀系数达到标准规定条件下,允许镍含量偏离表1-1规定范围。
5、4J38热处理制度:标准规定的膨胀系数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。
6、4J38品种规格与供应状态:品种有棒、管、板、丝和带材。
7、4J38熔炼与铸造工艺: 用非真空感应炉、真空感应炉和电弧炉熔炼。
8、4J38应用概况与特殊要求:该合金是在20世纪80年代初在我国研制成功。经多年使用,性能稳定。主要用于加工制做微波腔体、内波导等零件。尺寸精度、表面粗糙度均获得满意效果。使用中应严格控制热处理工艺和加工工艺,以保证材料性能的稳定性。
二、4J38物理及化学性能:   
1、4J38热性能:
                                       
(1)、4J38溶化温度范围:合金熔点约为1430℃。
(2)、4J38热导率:λ=11W/(m•℃)。
(3)、J38比热容:c(20~100℃)=515J/(kg•℃)。
(4)、4J38线膨胀系数:标准规定,α1(20~100℃)≤1.5×10-6-1[2]
不同热处理工艺,对合金平均线膨胀系数的影响,见表2-1。
2-1[2]
                试样热处理制度spacer.gif/10-6℃-1
                20~50℃                20~100℃
                在氧气保护下加热至800℃,保温1h,以不大于300℃/h的速度冷至200℃以下出炉                1.4                1.6
                在氧气保护下加热至850℃,保温1h,以不大于300℃/h速度冷至200℃以下出炉                1.3                1.6~1.7
                在氧气保护下,加热至900℃,保温1h,以不大于300℃/h的速度冷至200℃以下出炉                1.3                1.6
2、4J38密度:ρ=8.10g/cm3
3、4J38电性能:电阻率 ρ=0.89μΩ·m。
4、4J38磁性能:
5、4J38化学性能:
合金在大气、淡水和海水中有一定的耐腐蚀性能。
三、4J38力学性能:
1、4J38技术标准规定的性能:
2、4J38室温及各种温度下的力学性能:
(1)、4J38硬度:合金不同状态的硬度见表3-1。
(2)、4J38拉伸性能:合金不同状态的拉伸性能见表3-1。
3-1[2,3]
                合金状态                σb/MPa                δ5/%                HV                E/GPa
                锻(轧)状态                769                -                153                -
                退火状态                470                38.5                128                169
                冷拉态(应变率81.5%)                842~852                10.5                -                -
3、4J38持久和蠕变性能:
4、4J38疲劳性能:
5、4J38弹性性能:
4J38弹性模量:见表3-1。
四、4J38工艺性能与要求:
1、4J38成形性能:
4J38合金因含有硒,热加工性能比较差。在锰、硒元素有适当比例的条件下,热加工性能可获得改善。该合金锻造温度一般在980~1120℃。冷加工性能较好,冷轧应变量可达50%以上,冷拉应变量可达70%左右。
热加工时,应避免在含硫的气氛中加热。
2、4J38焊接性能:
3、4J38零件热处理工艺:
该合金的热处理可分为:消除应力退火、中间退火及稳定化处理。
(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:530~550℃,保温1~2h,炉冷。
(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。工件加热到830~880℃,保温30min,炉冷或空冷。
(3)稳定化处理 为获得具有较低的膨胀系数又能使其性能稳定的处理。一般采用三段处理。
a)均匀化:在加热中,合金中的杂质充分固溶和合金化元素趋于均匀。工件在保护气氛中,加热到830℃,保温20min~1h,淬火。
b)回火:在回火过程中能够部分消除由淬火产生的应力。工件加热到315℃,保温1~4h,炉冷。
c)稳定化时效:使合金的尺寸稳定。工件加热到95℃,保温48h。
对于冷加工或机械加工后的高精度零件,不宜采用高温处理时,可采用下述消除应力稳定化处理:工件加热到315~370℃,1~4h。
该合金不能用热处理硬化。
4、4J38表面处理工艺:表面处理可采用喷砂、抛光或酸洗。合金可用25%盐酸溶液在70℃下酸洗,清除氧化皮。
5、4J38切削加工与磨削性能:该合金切削加工性能良好。加工时采用高速钢或硬质合金刀具。切削时可使用冷却剂。该合金磨削性能良好。
五、4J38品种规格与供应状态:
1、品种分类:
公司可生产各种规格的无缝管、钢板、圆钢、锻件、法兰、圆环、焊管、钢带、丝材及配套焊材。
2、交货状态:无缝管:固溶+酸白,长度可定尺;板材:固溶、酸洗、切边;焊管:固溶酸白+RT%探伤,锻件:退火+车光;棒材以锻轧状态、表面磨光或车光;带材经冷轧、固溶软态、去氧化皮交货;丝材以固溶酸洗盘状或直条状、固溶直条细磨光状态交货。
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