常州市天志金属材料有限公司
一、4J33概述
4J33是结合我国的陶瓷特点研制的陶瓷封接合金。合金在-60℃～600℃温度范围内具有与95%Al2O3陶瓷相近的线膨胀系数。主要用于和陶瓷进行匹配封接，是电真空工业中重要的封接结构材料。 1.1 4J33材料牌号 4J33。 1.2 4J33相近牌号 见表1-1。 表1-1[1～3]
俄罗斯
33HК(Ni33Co17)
1.4 4J33化学成分 见表1-2。 表1-2%
美国 -
日本
KV-4(Ni33Co17)
德国 -
1.3 4J33材料的技术标准 YB/T 5234-1993《瓷封合金4J33、4J34技术条件》。
C ≤ 0.05
Mn 0.50
Si 0.30
P 0.020
S 0.020
Ni
32.0～33.6
Co
14.0～15.2
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。
1.5 4J33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，在保护气氛或真空中加热到900℃±20℃,保温1h，以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。
1.6 4J33品种规格与供应状态 品种有丝、管、板、带和棒材。
1.7 4J33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 4J33应用概况与特殊要求 该合金经航空工厂长期使用，性能稳定。主要用于电真空元件与Al2O3陶瓷封接。制造大型电子管和磁控管的电极、引出盘和引出线。在使用中应使选用的陶瓷与合金的膨胀系数相匹配。当选用合金时，应根据使用温度严格检验低温组织稳定性。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。
二、4J33物理及化学性能
2.1 4J33热性能
2.1.1 4J33熔化温度范围 该合金溶化温度约为1450℃[1,2]。 2.1.2 4J33热导率 4J33合金热导率λ=17.6W/(m?℃)[1,2]。 2.1.3 4J33线膨胀系数 标准规定的合金平均线膨胀系数见表2-1。 该合金的平均线膨胀系数见表2-2。4J33合金的膨胀曲线见图2-1。 表2-1 表2-2[1] /10-6℃-1 20～600℃ - 20～300℃ 6.3 20～400℃ 6.1 20～500℃ 6.9 20～400℃ 6.0～6.8 2.3 4J33电性能
20～500℃ 6.6～7.4 2.2 4J33密度 ρ=8.27g/cm3[1,4]。
2.3.1 4J33电阻率 ρ=0.46μΩ·m[1,4]。 2.3.2 4J33电阻温度系数 见表2-4。
表2-4[1,2]
温度范围/℃ αR/10-3℃-1
2.4 4J33磁性能
20～100 4.2
20～200 4.1
20～300 3.9
20～400 3.6
2
3
2.4.1 4J33居里点 Tc=440℃[1,2]。
2.4.2 4J33合金的磁性能 见表2-6。 表2-6[1,2]
H/(A/m) 8 16 24 40 80 B/T
1.0×10-2 2.2×10-2 3.9×10-2 9.1×10-2 0.47 H/(A/m) 160 400 800 2000 4000 B/T 0.89 1.19 1.35 1.49 1.61
在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=1.06T,矫顽力Hc=63.2A/m[1,2]。 2.5 4J33化学性能 该合金在大气、淡水和海水中具有较好的耐腐蚀性。
三、4J33力学性能
3.1 4J33技术标准规定的性能
3.1.1 4J33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的带材不做硬度检验。 表3-1
状态 深冲态
δ/mm >2.5 ≤2.5 HV ≤170 ≤165
3.1.2 4J33抗拉强度 丝材和带材的抗拉强度应符合表3-2的规定。 表3-2
状态代号 R Y
3.2 4J33室温及各种温度下的力学性能
状态 软态 硬态
σb/MPa 丝材 <585 >860
带材 <570 >700
3.2.1 4J33硬度 合金带材（退火态）硬度见表3-3。
3.2.2 4J33拉伸性能 合金（退火态）在室温的拉伸性能见表3-3。 表3-3[1,2,4]
σb/MPa 539
3.3 4J33持久和蠕变性能 3.4 4J33疲劳性能
σP0.2/MPa 343 δ/% 32 HV 158
3.5 4J33弹性性能 弹性模量E=139GPa。
四、4J33组织结构
4.1 4J33相变温度 4J34合金 γ→α相变温度在-80℃以下。4J33较4J34组织稳定。 4.2 4J33时间-温度-组织转变曲线
4.3 4J33合金组织结构 该合金的组织为单相奥氏体。按1.5规定的热处理制度处理后，4J34再经-78.5℃下冷冻，不应出现马氏体组织。
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，镍是稳定奥氏体(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愈趋向稳定。合金的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[2,5,6]。
4.4 4J33晶粒度 标准规定，深冲态带材的晶粒度应不小于7级，小于7级的晶粒不得超过面积的10%。对厚度小于0.13mm的带材，估计平均晶粒度时，沿带材厚度方向晶粒个数应不少于8个。
冷应变率为60%～70%的1mm厚4J33带材，在表4-1所示温度下退火，空冷后，按YB 027－1992附录A进行晶粒度评级，结果见表4-1。 表4-1
退火温度/℃ 晶粒度级别
600
开始再结晶 650 >10 700 >10 750 10 800 10 900 8.0 1000 6.5 115.0
五、4J33工艺性能与要求
5.1 4J33成形性能 该合金具有良好的冷、热加工性能，可制成各种复杂形状的零件。但应避免在含硫的气氛中加热。在冷加工时，带材的冷应变率大于70%，退火后会引起塑性各向异性。应变率在10%～15%内，合金在退火时会导致晶粒急剧长大，也将产生合金的塑性各向异性。当最终应变率为60%～65%，晶粒度7～8.5级时，其塑性各向异性最小。
5.2 4J33焊接性能 该合金可采用钎焊、熔焊、电阻焊等方法与铜、钢、镍等金属焊接。当合金中锆含量大于0.06%时，将影响板材的氩弧焊焊接质量，甚至使焊缝开裂。
该合金的零件在与陶瓷封接前，应进行退火、清洗、镀镍，然后与金属化后再镀镍的陶瓷件用银焊封接。 5.3 4J33零件热处理工艺 热处理可分为：消除应力退火、中间退火。
(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：470～540℃，保温1～2h，炉冷或空冷。
(2)中间退火 为消除合金在冷轧、冷拔、冷冲压过程引起的加工硬化现象，以利于继续加工。工件需在干氢、分解氨或真空中加热到750～900℃，保温15min～1h，然后炉冷、空冷或水淬。 该合金不能用热处理硬化。
5.4 4J33表面处理工艺 表面处理可用喷砂、抛光、酸洗。该合金具有良好的电镀性能，表面能镀金、银、镍、铬等金属。 5.5 4J33切削加工与磨削性能 该合金切削加工特性和奥氏体不锈钢相似。加工时采用高速钢或硬质合金刀具，低速切削加工。切削时可使用冷却剂。该合金磨削性能良好。
我公司主营以下特种镍基合金: 毛细管
可伐合金毛细管（4J29、4J50、4J42、4J36）、无氧铜毛细管、纯镍毛细管 软磁合金
1J50、1J79、1J85、1J22 高温合金
GH4169、GH2132、GH4145、Inconel 718、GH3030、GH3044、GH3039 精密合金
4J36、4J29、4J33、4J32、4J42、4J50、4J34 热喷涂丝
镍铝合金丝Ni95Al5、Inconel 625、ERNiCrMo-3、Cr43Ni55Ti、45ct、ERNiCrMo-4 耐腐蚀合金
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蒙乃尔400，蒙乃尔K500 等 管材:
可伐合金管、膨胀合金管、高温合金管、耐腐蚀合金管 主营:带材、板材、毛细管、棒材、管材、微型丝
毛细管（可伐合金、软磁合金、蒙乃尔合金、铌管、钽管）
目前我公司毛细管能制造的规格范围如下，可根据用户要求订制。 尺寸规格：外径Φ0.2～Φ8mm，壁厚T0.015～0.5mm。
最高精度：外径Φ±0.003mm，壁厚T±0.005mm，长度L±0.05mm。
外 观：在显微镜下观察，管子内外表面呈现出均匀的金属光泽，无氧化、氢化变色、划伤、变形、毛刺等。
李经理：15161158699
膨胀合金4J33
