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概述 4J29合金又称可伐(Kovar)合金。该合金在20～450℃具有与硅硼硬玻璃相近的线膨胀系数，居里点较高，并有良好的低温组织稳定性。合金的氧化膜致密，能很好地被玻璃浸润。且不与汞作用，适合在含汞放电的仪表中使用。是电真空器件主要密封结构材料。 BNi73CrSiB-40Ni 钎料钎焊 GH3030 合金和不锈钢 如图 3-6 所示， 为采用 BNi73CrSiB-40Ni 钎料钎焊 GH3030 合金与不锈钢， 在钎焊温度 T=1150℃， 保温时间 t=5min 的工艺参数下， 得到的接头典型界面组织。 可以发现， 该接头界面结构与采用 BNi-2 钎料时得到的接头界面结构类似，也可分为三个区域： 晶间渗入区、 扩散区和固溶区。 对比发现， 不锈钢一侧的扩散区厚度增加， 黑色颗粒相增多， GH3030 合金侧晶间渗入区白色细杆状相形貌改变， 长度变短。 为了确定GH3030 合金/BNi73CrSiB-40Ni 钎料/不锈钢钎焊接头的界面反应产物，对接头界面的不同区域进行 EDS 分析， 分析结果如表 3-2 所示。  采用 BNi73CrSiB-40Ni 钎料钎焊 GH3030 合金与不锈钢时， 不锈钢侧反应区Ni 元素含量降低， Cr 的含量增加， 因此推测该区黑色颗粒相应为 Cr-B、 Cr-Si化合物。 固溶体区厚度增加， 主要由镍基固溶体和 Ni-Si 化合物组成。 GH3030合金侧反应区 Mo 含量增加， Ni-Mo 金属间化合物增加。  钎焊温度和保温时间对 GH3030 合金/BNi73CrSiB-40Ni/不锈钢钎焊接头界面结构具有明显的影响。 下面重点分析了不同钎焊温度和保温时间条件下接头界面组织的变化规律。 首先固定钎焊保温时间为 2min， 钎焊温度依次为 1080℃、1100℃、 1120℃、 1150℃， 得到的接头界面组织如图 3-8 所示。   可以发现， 钎焊温度对 GH3030 合金 BNi73CrSiB-40Ni/不锈钢钎焊接头具有 较为明显的影响， 当钎焊温度较低， 为 1080℃时， 界面中存在孔洞缺陷， 这些孔洞对接头影响较大， 界面中心区域以这些孔洞为裂纹源， 生成了裂纹， 并且裂纹的方向平行于钎缝方向， 这导致接头的性能严重降低了。 随着钎焊温度的提高，界面组织改善， 孔洞减少， 裂纹缺陷消除。 当钎焊温度为 1120℃时， 界面中的孔洞完全消失， 界面结合良好。 当钎焊温度升高到 1150℃时， 界面存在 Cr 元素的团聚现象， 分析认为是在较高的钎焊温度下， 向两侧母材中有小原子 B、 Si 等大量扩散， 使得钎缝中的 X-Cr 系化合物减少， 大量的 Cr 元素被剩余下来， 团聚在一起。 同时， 观察不同钎焊温度下的界面 SEM 照片， 可以发现， 随着温度的升高， 钎缝宽度增加， 中心固溶体区变厚。 如图 3-9 是保温时间对接头组织的影响规律， 固定钎焊温度 T=1120℃不变， 改变保温时间， 分别为 2min、 5min、 10min。   当保温时间较短时， 保温 2min， 接头界面组织相对较差， 在中心固溶体区存 在孔洞和 Cr 元素的聚集区， 分析因为是保温时间较短， 元素扩散和界面反应不 充分导致的。 在 GH3030 母材一侧， 存在裂纹缺陷。 降低了接头的力学性能。 随着保温时间的延长， 接头界面组织得到改善， 中心固溶体区组织均匀无缺陷， 两侧母材与钎缝连接良好， 无裂纹缺陷产生。 通过上述分析， 可以得到结论， 工艺参数对接头界面组织具有明显的影响。 当钎焊温度较低， 保温时间较短时， 钎缝区由于钎料扩散反应不充分， 界面中存在孔洞， 并以此为源产生了裂纹缺陷， 甚至在近 GH3030 母材一侧出现了裂纹。随着钎焊温度的升高和保温时间的延长， 界面组织得到改善， 性能得到提高。 但当工艺参数过强时， 母材晶粒长大现象明显， 晶间渗入加剧， 也会导致接头性能的降低。 4J29应用概况与特殊要求 4J29合金是国际通用的典型的Fe-Ni-Co硬玻璃封接合金。经航空工厂长期使用，性能稳定。主要用于电真空元器件如发射管、振荡管、引燃管、磁控管、晶体管、密封插头、继电器、集成电路的引出线、底盘、外壳、支架等的玻璃封接。在应用中应使选用的玻璃与合金的膨胀系数相匹配。根据使用温度严格检验其低温组织稳定性。在加工过程中应进行适当的热处理，以保证材料具有良好的深冲引伸性能。当使用锻材时应严格检验其气密性。 |
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