4J42鐵鎳精密合金化學(xué)成分
鎳(Ni):41.0% - 43.0%。鎳是4J42鐵鎳精密合金的主要合金元素,對(duì)合金的熱膨脹性能和物理化學(xué)穩(wěn)定性起到關(guān)鍵作用。
鈷(Co):≤1.0%。少量的鈷主要用于調(diào)整合金的某些性能,如熱膨脹系數(shù)和磁性能等。
鐵(Fe):余量。作為基體,承載合金的其他性能,并且其自身性質(zhì)受合金元素的影響。
碳(C):≤0.05%。嚴(yán)格限制碳含量,因?yàn)樘紩?huì)形成碳化物,影響合金的熱膨脹性能和精密加工性能。
錳(Mn):≤0.80%。錳主要用于脫氧,同時(shí)對(duì)改善合金的加工性能有一定幫助。
硅(Si):≤0.30%。硅在一定程度上能夠提高合金的抗氧化性能,并且對(duì)熱膨脹系數(shù)等物理性能有微調(diào)作用。
磷(P):≤0.020%。磷是雜質(zhì)元素,過多的磷會(huì)降低合金的質(zhì)量和性能。
硫(S):≤0.020%。硫也是雜質(zhì)元素,含量過高會(huì)導(dǎo)致合金的熱脆性增加,降低其機(jī)械性能。
物理性能
密度:8.14g/cm3 左右。這種密度使合金在質(zhì)量和體積相關(guān)的應(yīng)用場(chǎng)景中有一定的參考價(jià)值,比如在精密儀器的設(shè)計(jì)和制造中,需要考慮其重量因素。
熔點(diǎn):1420 - 1460℃。較高的熔點(diǎn)范圍保證合金在熱加工過程中有較好的熱穩(wěn)定性,便于進(jìn)行鑄造、鍛造等加工操作,同時(shí)也說明其在高溫環(huán)境下有一定的耐受性。
熱膨脹系數(shù)(20 - 400℃):4.5 - 5.5×10??/℃。在這個(gè)溫度區(qū)間內(nèi),合金具有較低且穩(wěn)定的熱膨脹系數(shù),這對(duì)于需要高精度尺寸穩(wěn)定性的精密儀器和電子設(shè)備部件(如玻璃 - 金屬密封等)至關(guān)重要,能夠有效避免因溫度變化引起的尺寸變化而導(dǎo)致的密封失效或精度下降。
熱導(dǎo)率:14.6 - 16.7W/(m?K)。適當(dāng)?shù)臒釋?dǎo)率使得合金在一些需要散熱或者熱傳導(dǎo)的應(yīng)用場(chǎng)景中有較好的表現(xiàn),例如在電子元件散熱片附近的結(jié)構(gòu)部件中,能夠幫助熱量的傳遞。
電阻率:0.48 - 0.56μΩ?m。這個(gè)電阻率范圍使得合金在電磁設(shè)備中可以根據(jù)需要來控制電流的傳導(dǎo)和分布,對(duì)于一些涉及電磁感應(yīng)或者電阻發(fā)熱的精密儀器部件有重要意義。
力學(xué)性能
抗拉強(qiáng)度(Rm):≥560MPa??估瓘?qiáng)度體現(xiàn)合金抵抗拉伸破壞的能力,這個(gè)數(shù)值保證了合金在承受一定拉力時(shí)能夠保持結(jié)構(gòu)完整,可用于制造需要承受拉伸應(yīng)力的精密結(jié)構(gòu)件。
屈服強(qiáng)度(Rp0.2):≥205MPa。屈服強(qiáng)度表示合金開始產(chǎn)生明顯塑性變形時(shí)的應(yīng)力,低于此應(yīng)力時(shí),合金基本處于彈性變形階段,這對(duì)于保證精密部件在一定應(yīng)力范圍內(nèi)的形狀穩(wěn)定性非常關(guān)鍵。
延伸率(A):≥35%。延伸率表明合金具有良好的塑性,在受到拉伸力時(shí)能夠產(chǎn)生較大的變形而不斷裂,這有利于合金的成型加工,如沖壓、拉拔等精密加工工藝。
硬度(HB):135 - 175。此硬度范圍決定了合金的耐磨性和可加工性,使得合金在機(jī)械加工過程中有較好的切削性能,便于進(jìn)行精密加工,制造出高精度的零件。
機(jī)械性能
彈性模量(E):140 - 148GPa。彈性模量反映合金抵抗彈性變形的能力,在彈性變形范圍內(nèi)能夠承受一定的應(yīng)力,并且在應(yīng)力消失后能夠恢復(fù)原狀,這對(duì)于需要精確控制變形量的精密機(jī)械部件(如彈簧、彈性連接件等)非常重要。
剪切模量(G):55 - 59GPa。剪切模量用于衡量合金抵抗剪切變形的能力,在受到扭轉(zhuǎn)或剪切力作用時(shí),它決定了合金的變形特性,在制造承受扭矩的精密部件(如小型軸類零件)中有重要意義。
泊松比(ν):0.28 - 0.31。泊松比是橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變的比值,在分析合金在單向拉伸或壓縮時(shí)的橫向變形情況時(shí)非常重要,對(duì)于精密部件的尺寸精度控制等方面(如在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的零件設(shè)計(jì))有廣泛應(yīng)用。