4J54 精密合金
4J54(FeNi54 定膨胀玻封合金,N54/Vacodil 540)
一、概述
Ni≈54% 铁基定膨胀合金(FeNi54):通过调整 Ni 含量获得与软玻璃、云母、陶瓷匹配的线膨胀系数,电真空工业广泛使用的封接结构材料。膨胀系数与居里点随 Ni 含量增加而增加,为稳定奥氏体组织。精密合金线在售;与 4J29/4J42/4J50 同属 4J 膨胀合金族(Fe-Ni / Fe-Ni-Co 系)。本页为 2026-09-07 试点详细版样板页,本次族流水线复核补典型膨胀系数表。
二、化学成分
| 元素 | 含量 |
| C | ≤0.05 |
| Mn | ≤0.80 |
| Si | ≤0.30 |
| P | ≤0.020 |
| S | ≤0.020 |
| Ni | 53.5~54.5 |
| Fe | 余量 |
在平均线膨胀系数达标条件下,允许 Ni 含量偏离上表范围(标准规定)。
三、物理性能
| 项目 | 值 |
| 密度 | 8.28 g/cm3 |
| 熔化温度范围 | ≈1430℃ |
| 热导率 λ | 18.8 W/(m·℃) |
| 比热容 | 502 J/(kg·℃) |
| 电阻率 ρ | 0.42 μΩ·m |
| 居里点 Tc | ≈530℃ |
| 标准 α(20~300℃) | 10.2~11.4×10??/℃ |
| 标准 α(20~400℃) | 10.2~11.4×10??/℃ |
| 典型 α(20~100℃) | 10.7×10??/℃ |
| 典型 α(20~300℃) | 10.7×10??/℃ |
| 典型 α(20~400℃) | 10.8×10??/℃ |
| 典型 α(20~600℃) | 11.2×10??/℃ |
四、力学性能
| 项目 | 值 |
| 硬度(退火态) | HV≈135 |
| 弹性模量 E | ≈157 GPa |
五、热处理制度
? 膨胀系数检验试样:850±20℃×1h(保护气氛或真空),以 ≤300℃/min 冷至 400℃ 以下出炉
? 零件工艺:消除应力退火 / 中间退火 / 预氧化处理(玻封前)
? 晶粒度控制:深冲带晶粒度应≥7 级,<7 级面积 ≤10%;厚 <0.13mm 带材沿厚度晶粒数 ≥8 个——保证深冲引伸性能
六、工艺性能
? 成形:冷、热加工均容易;热加工温度不宜过高、加热时间不宜过长,应避免在含硫气氛中加热;成品最终冷应变率控制在 ~60%
? 焊接:良好,可钎焊与点焊;与软玻璃封接前需预氧化处理
? 表面:热处理/焊接/玻封前必须清除污物;氧化层严重喷砂或碱洗后酸洗,轻微氧化皮用 25% 盐酸 70℃ 酸洗
? 切削:特性与奥氏体不锈钢相似,高速钢/硬质合金刀具低速切削;磨削性能良好
? 熔炼:非真空感应炉、真空感应炉或电弧炉
七、化学性能
大气、淡水与海水中有较好耐蚀性(Fe-Ni 系表面钝化)。
八、执行标准与外标对照
? 国标:YB/T 5235-1993《铁镍铬、铁镍封接合金技术条件》
? 法国:N54;德国:Vacodil 540 / FeNi54( 商名)
? 库内对照速查:材料牌号各国标准对照
九、典型应用
与云母、软玻璃封接:电真空器件外壳与引线、玻璃绝缘子、继电器、精密仪表零件、真空电子器件配套结构件、传感器封装。
十、同族与牌号对照
? 别名:FeNi54、N54(法)、Vacodil 540(德)
? 同族(4J 定膨胀):4J29(Kovar,硬玻璃/陶瓷)、4J42(FeNi42,半导体框架)、4J50(FeNi50,软玻璃)、4J36(Invar,近零膨胀)— 总览 精密合金
? Ni 含量阶梯(膨胀系数递增):4J42 < 4J50 < 4J54 → 选材看封接对象;4J54 为 FeNi 玻封系最高镍档(α≈11 级)