QJ 2046A-2008 膨胀合金热处理.pdf

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1、中华人民共和国航天行业标准 FL 6200 QJ 2046A 2008 代替 QJ 2046 1991 膨胀合金热处理 Heat treatment of expansion alloys 2008 03 17发布 2008 10 01实施 国防科学技术工业委员会 发 布 QJ 2046A 2008 I 前言 本标准代替 QJ2046 1991膨胀合金的热处理。 本标准与 QJ2046 1991相比主要有以下变化： a) 増加了 4J33、 4J34、 4J41、 4J43、 4J46、 4J78、 4J80和 4J82的热处理工艺参数和要求； b) 删除了 4J48、 4J52、 4J54、

2、 4J58、 4J59合金牌号及相应的热处理工艺； c) 増加了零件加工需要的去应力退火和中间退火处理； d) 増加了质量控制要求。 本标准的附录 A为规范性附录。 本标准由中国航天科技集团公司提出。 本标准由中国航天标准化研究所归口。 本标准起草单位：中国航天标准化研究所、上海航天技术研究院第八一二研究所。 本标准主要起草人：刘 志盈 、 赵继安 。 本标准 于 1991年 01月首次发布 。 QJ 2046A 2008 1 膨胀合金热处理 1 范围 本标准规 定 了膨胀合金热处理所 用设备 与工 装 、工艺参数、质量 检验 和质量控制 等 要求。 本标准 适用于 航天 产品常用 膨胀合金零

3、件的热处理。 2 规范性引用文件 下 列文 件中的 条款通过 本标准的 引用而成 为本标准的 条款 。 凡是注日期 的 引用文 件 ，其随后 所有的 修改 单 (不包含勘误 的 内容 )或修订版均不适用于 本标准 ，然而，鼓励根据 本标准 达成协议 的 各方 研究 是 否可使用这些文 件的 最新版 本。 凡是不注日期 的 引用文 件 ，其最新版 本 适用于 本标准。 GB/T14985 膨胀合金的 尺寸 、 外形 、 表面 质量、 试验方法 和 检验 规 则 的一 般 规 定 GB 15735 金 属 热处理 生产过程安全卫生 要求 GJB 509 热处理工艺质量控制要求 QJ 1428 19

4、88 热处理 炉温 控制与 测 量 YB/T 5231 定 膨胀 封接铁镍钴 合金 YB/T 5233 无 磁 定 膨胀 瓷 封镍 基 合金 YB/T 5235 定 膨胀 封接铁镍 铬 、 铁镍 合金 YB/T 5236 杜美丝芯 用铁镍 合金 4J43 YB/T 5237 玻 封铁镍 铜 合金 4J41 YB/T 5240 玻 封铁 铬 合金 4J28 YB/T 5241 低 膨胀 铁镍 、 铁镍钴 合金 3 设备与工装 3.1 设备 3.1.1 热处理 设备可 选 用 真空 炉 、 保护气氛 炉 、 盐浴 炉 、 空气电阻 炉 、 电 加热 恒 温 烘箱 和 冷却水槽 。 3.1.2 热处

5、理 设备 的 使用温 度 应 满足 工艺要求。 3.1.3 真空 炉炉内 的 真空压强 应控制 在 1.33 Pa 1.33 10 3 Pa范 围 内， 压升率 应 不 大 于 0.665 Pa/h。 3.1.4 保护气氛 炉 应 优先选 用 还原 性 氢气 炉， 氢气露点 应 低 于 40 。 保护气氛允许 使用 中性、 微还 原 性 气氛 。 3.1.5 盐浴 炉 的加热 介 质应 呈 中性 ，使用 时 应 先进行脱氧 处理。 3.1.6 热处理 过程 的 测温 和控 温， 应 采 用 精度高 的 自动 控 温 仪 表 和 记 录 仪 表 。热处理 设备 的 炉温均 匀 性应 符 合 QJ

6、 1428 1988中 类 或不 低 于 类 炉 的要求。 3.1.7 配置 适 合膨胀合金 固溶 热处理 冷却专 用 的 清水槽 。 3.2 工装 膨胀合金热处理 使用 的工 装 应 采 用 低碳 不 锈钢 制 作 。 4 热处理工艺 QJ 2046A 2008 2 4.1 热处理种类 热处理 种类 有去应力退火、中间退火、 最 终 退火、 固溶 热处理、 时效 处理和 稳 定 化处理。 4.2 热处理工序安排 4.2.1 去应力退火应 在 零件 机械 加工 过程 中 或最 终 退火 之前进行 ， 目 的 是 为了 消 除加工应力 ， 防止 零 件变 形 。 4.2.2 中间退火应 在 零件

7、 冷 变 形 之前（对硬 态材料） 或 在 其 工 序 之 间 进行 ， 目 的 是 为了 消 除加工 硬 化、 恢复塑 性 ，改 善冲 压 性 能 。 4.2.3 最 终 退火一 般 在 零件加工 成 型 之 后 进行 ， 目 的 是 为了去除 杂 质和 消 除应力 ，使 零件 获得 均 匀稳 定 的 奥氏体组织 （ 相 ） 和 线 膨胀 系 数。 4.2.4 固溶 热处理应 在 零件加工 之前进行 ， 目 的 是 为了 获得 单相 奥氏体组织 ， 降 低 线 膨胀 系 数。 4.2.5 时效 处理应 在固溶 热处理 或 零件 成 型 之 后 进行 ， 目 的 是 为了 消 除 固溶 热处理

8、和加工应力 ，使 零 件 获得 稳 定 的金相 组织 和性 能 。 4.2.6 稳 定 化处理应 在 零件 精 加工 之 后 进行 ， 目 的 是 为了 消 除应力 ，使 零件 获得 稳 定 的金相 组织 和性 能 。 4.3 热处理前的准备 4.3.1 按 工艺技术 文 件 核 对 零件的工 序名称 、合金牌号、技术要求。 4.3.2 检 查 零件的 表面 质量 ，不 应有 裂纹 、 损伤 等 缺陷 。 4.3.3 对 热处理 后 需要 进行 物 理性 能 和金相 组织 等检验 的零件 ， 应 采 用检测试 样 ，试 样 应 符 合 GB/T 14985的有 关 规 定 。 试 样 应与零件

9、 同熔炼 炉 号、 同批 次 、 同状态 ， 并 与零件 同 炉 热处理。 4.3.4 零件、 试 样 和工 夹具 应 用 汽油 、 酒 精清 洗干净 ， 干燥 后 入 炉 。 4.4 热处理制度 4.4.1 膨胀合金的热处理工艺参数 见 表 1。 表 1 膨胀合金的热处理工艺参数 热处理工艺参数 合金 牌号 热处理 种类 加热 介 质 入 炉温 度 升 温 方 式 加热 温 度 保 温 时 间 冷却 方 式 出 炉温 度 4J28 1 100 10 （ 120min180min） + t 2 以 200 /h 400 /h冷却 4J29 4J44 900 10 ， 保 温 60min， 再

10、随炉 升 温 至 1 100 10 ， 保 温 （ 60min120min） + t24J33 4J34 900 10 （ 120min180min） + t44J46 最 终 退火 真 空 或 氢 气 150 随 炉 升 温 880 10 （ 60min90min） + t4以 200 /h 300 /h冷却 150 QJ 2046A 2008 3 表 1（续） 热处理工艺参数 合金 牌号 热处理 种类 加热 介 质 入 炉温 度 升 温 方 式 加热 温 度 保 温 时 间 冷却 方 式 出 炉温 度 中性 盐浴 （ 30 min 60min） + t1保护气氛 固溶 热处理 空气 840

11、 840 10 60min+ t2水冷 时效 处理 真空 或 保 护气氛 150 随炉 升 温 315 10 180min240min 炉 冷 稳 定 化处理 100 90120 6h8h a 空冷 或炉 冷 100 4J32 4J36 4J38 4J40 最 终 退火 真空 或 氢 气 150 随炉 升 温 850900 （ 120min180min） + t4以 200 /h 300 /h冷却 150 4J41 850 10 （ 120min180min） + t44J6 4J47 4J49 1 100 10 （ 120min180min） + t24J42 4J45 4J50 900 1

12、0 （ 120min180min） + t24J43 4J78 4J82 1 030 10 （ 120min180min） + t34J80 退火 真 空 或 氢 气 880 10 （ 120min180min） + t3以 250 /h 300 /h冷却 去应力退火 真空 、 氢 气 或 空气 280480 120min240min 炉 冷 适用 所有 牌号 中间退火 真空 或 氢 气 150 随 炉 升 温 650850 （ 120min180min） + t3以 200 /h 400 /h冷却 150 注 : t1 、 t2 、 t3 、 t4 是 指 零件有 效 厚 度 每毫米 需 分

13、别增 加的 保 温 时 间为 0.5min、 1min、 1.5min、 2min。 a 对 线 膨胀 系 数 稳 定 性要求 高 的 精 密 零件 ，可 采 用 加热 温 度 95 100 ， 保 温 48h。 4.4.2 中间退火 温 度 应 在 650 850之 间合理 选 择 ，注 意 防止 晶粒长 大 。 4.4.3 采 用 1 100进行真空 退火 时 ， 应 注 意 防止 零件 叠放 时 产生 真空 粘结 。 4.4.4 热处理的 保 温 时 间应 根据使用 的 设备 、零件的有 效 厚 度 、 装炉 量和 放 置 方 式 进行 调整 。 采 用 真 空 炉 处理 时 ， 保 温

14、 时 间应 取 上 限 。 5 质量检验 5.1 检 查 生产 操 作 过程 和 执 行 工艺规范的 正确 性。 5.2 外 观 质量 检 查 要求 如 下： a) 零件 表面 应 无 裂纹 、变 形 超差 、 碰伤 和 粘结现象 ; b) 经 真空 炉或 氢气 炉最 终 退火的零件 ，表面 应 无 氧 化 ; c) 热处理 后 与 玻 璃 或 陶 瓷 烧 结 的零件 ，表面 允许 有 光泽 的 氧 化 膜 ; QJ 2046A 2008 4 d) 经 去应力退火、中间退火和 固溶 热处理 后 需要加工的零件 ，表面 允许 有 氧 化 色 。 5.3 当 设 计 或 工艺技术 文 件有 明 确

15、 规 定 时 ， 应 进行 物 理性 能 和金相 组织 检验 。 检验 结 果 应 符 合附录 A 或 工艺技术 文 件规 定 的技术要求。 检验方法 按 GB/T 14985的规 定 进行 。 6 质量控制 6.1 热处理质量控制应 符 合 GJB 509的有 关 规 定 。 6.2 膨胀合金制 作 的零件 ， 其 材料 质量应 符 合 YB/T 5231、 YB/T 5233、 YB/T 5235、 YB/T 5236、 YB/T 5237、 YB/T 5240、 YB/T 5241等 有 关 标准的规 定 。 6.3 需 返 修 的零件 ， 固溶 热处理 或最 终 退火 允许 重 复 二

16、 次 。 6.4 热处理 过程 应 做好 记 录。零件应 妥 善 保 管 ， 防止 损伤 和 腐蚀 。 6.5 按 本标准 首次 选 用 膨胀合金热处理制 度 ， 应 进行 工艺 试验， 并经 有 关 部门审 核 和 确 认 。 7 技术安全 7.1 热处理工 作 环境 和 生产过程 应 严格 执 行 GB15735的有 关 规 定 。 7.2 使用 氢气作保护气氛 ， 应有 防 火和 防 爆措施 。 QJ 2046A 2008 5 附 录 A (规范性附录 ) 膨胀合金热处理后的物理性能和金相组织 膨胀合金热处理 后 的 物 理性 能 和金相 组织 应 符 合 表 A.1的规 定 。 表 A

17、.1 膨胀合金热处理后的物理性能和金相组织 平 均 线 膨胀 系 数 a 10 6 / 金相 组织 合 金 牌 号 20 100 20 300 20 400 20 450 20 500 20 530 20 600 晶粒 度 a 相 结 构 说明 4J28 10.811.4 6级 7级 无 马 氏体 4J29 4.65.2 5.15.5 7级 8级 相 b 4J44 4.35.1 4.65.2 4J33 6.06.8 6.67.4 7级 8级 4J34 6.37.1 7.88.5 相 b4J46 5.56.5 5.66.6 7.08.0 4J32 1.0 c 6级 7级 相 d4J36 4J38

18、 1.5c 6级 7级 4J40 2.0 6级 7级 相 d4J41 8.49.5 8.59.6 4J6 7.68.3 9.510.2 4J47 8.18.7 4J49 8.69.3 9.410.1 4J42 4.05.0 6.57.5 4J45 6.57.2 6.57.2 4J50 9.210.0 9.29.9 4J43 6.37.2 4J78 12.112.7 12.413 .0 4J80 12.713.3 13.013 .6 4J82 12.513.1 13.013 .6 磁 导 率 1600 1.263 H/m a晶粒 度 为参 考值 。 b 4J29和 4J34在 温 度低 于 78

19、.5 ， 保 温 时 间 不 小 于 4h条 件下 ，用 金相 法检 查 试 样 ，不 应有 相 向 相 转移 。 c 是 指经 固溶 热处理和 时效 处理 后 的 平 均 线 膨胀 系 数数 据 。 4J32最 终 退火 后 的 平 均 线 膨胀 系 数应 不 大 于 1.5 10 6 / ； 4J36、 4J38最 终 退火 后 的 平 均 线 膨胀 系 数应 不 大 于 1.8 10 6 /。 d4J32和 4J40在 温 度低 于 60 ， 保 温 时 间 不 小 于 2h的 条 件下 ，用 金相 法检 查 试 样 ，不 应有 相 向 相 转移 。 QJ 2046A 2008 6中 华 人 民共 和国航天 行 业 标准 膨胀合金热处理 QJ 2046A 2008 * 中国航天标准化研究所出 版 北京西城区 月 坛北小街 2号 邮政编码 ： 100830 中国航天标准化研究所 印务 发 行 部印刷 、 发 行 版权专有 不得翻印 * 2008年 10月 出 版 定 价 ： 11.00元 QJ 2046A 2008