4J58膨胀合金
一、4J58概述
4J58是在室温至600℃温度范围内，具有一定膨胀系数的合金。在环境温度下与钢和铸铁的膨胀系数基本一致，且有良好的加工性能。在长期使用中尺寸稳定性好，并有一定的耐蚀性。
1.1 4J58材料牌号 4J58。
1.2 4J58相近牌号 58H-BИ(俄罗斯)、N58(法国)。
1.3 4J58材料的技术标准 YB/T 5238-1993《线纹尺合金4J58技术条件》。
1.4 4J58化学成分 见表1-1。
表1-1%
C | P | S | Mn | Si | Ni | Fe |
≤ | ||||||
0.03 | 0.015 | 0.015 | 0.60 | 0.25 | 57.5～59.5 | 余量 |
在平均线膨胀系数达到标准规定条件下，允许镍含量偏离表1-1规定范围。
1.5 4J58热处理制度 标准规定的膨胀系数性能检验试样在氢气或真空中加热到900℃±20℃，保温1h,以不大于5℃/min速度冷至200℃以下出炉。
1.6 4J58品种规格与供应状态 卓伊实业可供品种为热轧（锻）状态棒材。
1.7 4J58熔炼与铸造工艺 用非真空感应炉、电弧炉熔炼后，再进行电渣重溶。
1.8 4J58应用概况与特殊要求 该合金性能稳定，主要用来制作在室温(20℃)传递标准长度的精密线纹尺（标准尺），以及制作固定在座标镗床床身上的刻线尺。在生产及验收时应特别注意碳及其他杂质的含量，因为它们是造成尺寸不稳定的原因之一。此外，应尽量减小后部工序造成的内应力，适当加长生产周期进行自然时效。
二、4J58物理及化学性能
2.1 4J58热性能
2.1.1 4J58溶化温度范围 1430～1450℃。
2.1.2 4J58热导率 λ=20.9W/(m•℃)。
2.1.3 4J58线膨胀系数 标准规定，合金线膨胀系数α1(20～100℃)=(11.1～11.9)×10-6℃-1。
该合金的平均线膨胀系数见表2-1。合金的膨胀曲线见图2-1。
表2-1
温度范围/℃ | /10-6℃-1 | 温度范围/℃ | /10-6℃-1 |
20～50 20～100 20～200 20～300 | 10.6 11.3 11.5 11.7 | 20～400 20～500 20～600
| 11.9 12.1 12.3
|
2.2 4J58密度 ρ=8.32g/cm3。
2.3 4J58电性能 电阻率ρ=0.3μΩ·m。
2.4 4J58磁性能
2.4.1 4J58居里点 Tc≈600℃。
2.4.2 4J58合金的磁性能 见表2-2。
2.5 4J58化学性能 合金在大气、淡水和海水中有较好的耐腐蚀性。
在4000A/m下，剩余磁感应强度Br=0.49T，矫顽力Hc=50A/m。
表2-2
H/(A/m) | B/T | H/(A/m) | B/T | H/(A/m) | B/T |
8 16 24 40 | 2.0×10-2 3.0×10-2 5.0×10-2 0.10 | 80 160 400 800 | 0.41 0.85 1.19 1.37 | 2000 4000
| 1.49 1.53
|
三、4J58力学性能
3.1 4J58技术标准规定的性能
3.2 4J58室温及各种温度下的力学性能
3.2.1 4J58拉伸性能 合金（退火态）在常温下的拉伸性能见表3-1。
表3-1
σb/MPa | σP0.2/MPa | δ/% |
550 | 206 | 35 |
3.3 4J58持久和蠕变性能
3.4 4J58疲劳性能
3.5 4J58弹性性能
3.5.1 4J58弹性模量 E=150GPa。
四、4J58组织结构
4.1 4J58相变温度
4.2 4J58时间-温度-组织转变曲线
4.3 4J58合金组织结构 合金为稳定的奥氏体组织。
4.4 4J58晶粒度 合金的实际晶粒度应为4～6级，在同一个磁场内不允许出现3个级别的晶粒。
合金中心疏松应小于1级。其氧化物、氮化物总量应不大于1级。
五、4J58工艺性能与要求
5.1 4J58成形性能 合金具有良好的热加工和冷加工性能。
5.2 4J58焊接性能 合金具有良好的焊接性能。
5.3 4J58零件热处理工艺 零件在刨、磨加工时，应进行多次反复热处理，以达到均匀组织，消除内应力，保证长期使用中尺寸稳定性。以线纹尺为例其热处理工艺见图5-1。
5.4 4J58表面处理工艺 表面处理可采用喷砂、抛光或酸洗。
5.5 4J58切削加工与磨削性能 合金具有良好的切削加工、磨削、抛光及刻线性能。
