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4J38
一、4J38概述
易切削低膨脹合金4J38時在4J3金的基礎(chǔ)上加入適量的硒(Se)元素而得到的,與4J3金相比,它具有良好的切削加工性能和相近的膨脹系數(shù)。該合金主要用于制造在氣溫變化范圍內(nèi)尺寸近似恒定、且表面粗糙度要求高的零件。
1.14J38材料牌號4J38。
1.24J38相近牌號4J38合金相近于的36NiFM、LnvavFreeMachining、Simonds38-7FM、CarpenterFreeCutInvar36[1]。
1.34J38材料的技術(shù)標準YB/T5241-1993《低膨脹合金4J32、4J36、4J38和4J40技術(shù)條件》。
1.44J38化學成分見表1-1。
表1-1%
C | Si | P | S | Mn | Se | Ni | Fe |
≤ | |||||||
0.05 | 0.20 | 0.020 | 0.020 | <0.8 | 0.10~0.25 | 35.0~37.0 | 余量 |
在平均線膨脹系數(shù)達到標準規(guī)定條件下,允許鎳含量偏離表1-1規(guī)定范圍。
1.54J38熱處理制度標準規(guī)定的膨脹系數(shù)性能檢驗試樣按下述方法加工和熱處理:將半成品試樣加熱至840℃?10℃,保溫1h,水淬,再將試樣加工為成品試樣,在315℃?10℃保溫1h,隨爐冷或空冷。
1.64J38品種規(guī)格與供應狀態(tài)品種有棒、管、板、絲和帶材。
1.74J38熔煉與鑄造工藝用非真空感應爐、真空感應爐和電弧爐熔煉。
1.84J38應用概況與特殊要求該合金是在20世紀80年代初在我國研制成功。經(jīng)多年使用,性能穩(wěn)定。主要用于加工制做微波腔體、內(nèi)波導等零件。尺寸精度、表面粗糙度均獲得滿意效果。使用中應嚴格控制熱處理工藝和加工工藝,以保證材料性能的穩(wěn)定性。
二、4J38物理及化學性能
2.14J38熱性能
2.1.14J38溶化溫度范圍合金熔點約為1430℃。
2.1.24J38熱導率λ=11W/(m?℃)。
2.1.34J38比熱容c(20~100℃)=515J/(kg?℃)。
2.1.44J38線膨脹系數(shù)標準規(guī)定,α1(20~100℃)≤1.5?10-6℃-1[2]。
不同熱處理工藝,對合金平均線膨脹系數(shù)的影響,見表2-1。
表2-1[2]
試樣熱處理制度 | /10-6℃-1 | |
20~50℃ | 20~100℃ | |
在氧氣保護下加熱至800℃,保溫1h,以不大于300℃/h的速度冷至200℃以下出爐 | 1.4 | 1.6 |
在氧氣保護下加熱至850℃,保溫1h,以不大于300℃/h速度冷至200℃以下出爐 | 1.3 | 1.6~1.7 |
在氧氣保護下,加熱至900℃,保溫1h,以不大于300℃/h的速度冷至200℃以下出爐 | 1.3 | 1.6 |
2.24J38密度ρ=8.10g/cm3。
2.34J38電性能電阻率ρ=0.89μΩ?m。
2.44J38磁性能
2.54J38化學性能合金在大氣、淡水和海水中有一定的耐腐蝕性能。
三、4J38力學性能
3.14J38技術(shù)標準規(guī)定的性能
3.24J38室溫及各種溫度下的力學性能
3.2.14J38硬度合金不同狀態(tài)的硬度見表3-1。
3.2.24J38拉伸性能合金不同狀態(tài)的拉伸性能見表3-1。
表3-1[2,3]
合金狀態(tài) | σb/MPa | δ5/% | HV | E/GPa |
鍛(軋)狀態(tài) | 769 | - | 153 | - |
退火狀態(tài) | 470 | 38.5 | 128 | 169 |
冷拉態(tài)(應變率81.5%) | 842~852 | 10.5 | - | - |
3.34J38持久和蠕變性能
3.44J38疲勞性能
3.54J38彈性性能
3.5.14J38彈性模量見表3-1。
四、4J38組織結(jié)構(gòu)
五、4J38工藝性能與要求
5.14J38成形性能4J38合金因含有硒,熱加工性能比較差。在錳、硒元素有適當比例的條件下,熱加工性能可獲得改善。該合金鍛造溫度一般在980~1120℃。冷加工性能較好,冷軋應變量可達50%以上,冷拉應變量可達70%左右。
熱加工時,應避免在含的氣氛中加熱。
5.24J38焊接性能
5.34J38零件熱處理工藝該合金的熱處理可分為:消除應力退火、中間退火及穩(wěn)定化處理。
(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:530~550℃,保溫1~2h,爐冷。
(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(xiàn)象,以利于繼續(xù)加工。工件加熱到830~880℃,保溫30min,爐冷或空冷。
(3)穩(wěn)定化處理為獲得具有較低的膨脹系數(shù)又能使其性能穩(wěn)定的處理。一般采用三段處理。
a)均勻化:在加熱中,合金中的雜質(zhì)充分固溶和合金化元素趨于均勻。工件在保護氣氛中,加熱到830℃,保溫20min~1h,淬火。
b)回火:在回火過程中能夠部分消除由淬火產(chǎn)生的應力。工件加熱到315℃,保溫1~4h,爐冷。
c)穩(wěn)定化時效:使合金的尺寸穩(wěn)定。工件加熱到95℃,保溫48h。
對于冷加工或機械加工后的高精度零件,不宜采用高溫處理時,可采用下述消除應力穩(wěn)定化處理:工件加熱到315~370℃,1~4h。
該合金不能用熱處理硬化。
5.44J38表面處理工藝表面處理可采用噴砂、拋光或酸洗。合金可用25%溶液在70℃下酸洗,清除氧化皮。
5.54J38切削加工與磨削性能該合金切削加工性能良好。加工時采用高速鋼或硬質(zhì)合金刀具。切削時可使用冷卻劑。該合金磨削性能良好。
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