 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。
表2-1[2]
|
试样热处理制度 |
 /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。
表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：特种合金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。 |
|
