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4J38膨胀合金
4J38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。
4J38材料牌号4J38。
4J38相近牌号4J38合金相近于美国的36NiFM、LnvavFreeMachining、Simonds38-7FM、CarpenterFreeCutInvar36[1]。
4J38材料的技术标准YB/T5241-1993《低膨胀合金4J32、4J36、4J38和4J40技术条件》。
4J38化学成分
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 |
在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许镍含量偏离规定范围。
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。
4J38品种规格与供应状态品种有棒、管、板、丝和带材。
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。
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。
4J38物理及化学性能
4J38热性能
4J38溶化温度范围合金熔点约为1430℃。
4J38热导率λ=11W/(m•℃)。
4J38比热容c(20～100℃)=515J/(kg•℃)。
4J38线膨胀系数标准规定，α1(20～100℃)≤1.5×10-6℃-1。
不同热处理工艺，对合金平均线膨胀系数的
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 |
4J38密度ρ=8.10g/cm3。
4J38电性能电阻率ρ=0.89μΩ·m。
4J38磁性能
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。
4J38力学性能
4J38技术标准规定的性能
4J38室温及各种温度下的力学性能
4J38硬度合金不同状态的硬度见表格
4J38拉伸性能合金不同状态的拉伸性能
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 | - | - |
4J38持久和蠕变性能
4J38疲劳性能
4J38弹性性能
4J38弹性模量
4J38组织结构
4J38工艺性能与要求
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。
4J38焊接性能
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。
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。
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。
