【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于精密合金加工，具体涉及一种耐超低温高强度定膨胀合金及其制备方法。
技术介绍
1、4j29合金，被大众所熟知的名字是可伐(kovar)合金，是电子工业中重要的材料。作为fe-ni-co系硬玻璃封接合金的代表，它在电真空元器件的玻璃封接上起着不可或缺的作用。无论是发射管、振荡管还是其他各种微电子器件，其稳定的性能和卓越的低温组织稳定性都为电子产品的可靠性和耐久性提供了坚实的保障。不过，每种材料都有其局限性。按照《yb/t5231-2014》标准制造的4j29合金虽然在热膨胀系数上有着出色的表现，但在极低的温度条件下，其性能会发生变化。特别是在-78.5℃以下，该合金可能会遭遇马氏体相变，导致其膨胀行为变得不可预测。这种相变对于精密的电子封接件来说无疑是一场灾难，它可能会引发封接件开裂，从而影响到整个电子设备的正常运作。
2、除此之外，尽管4j29合金在一般应用中展现出了足够的强度，但在航空航天这类对材料性能有着极高要求的领域，其约450mpa的强度就显得有些力不从心了。航空航天设备往往需要在超低温、超高压以及极强的物理冲击下运行，这无疑对材料的强度和稳定性提出了前所未有的挑战。
技术实现思路
1、（一）专利技术目的
2、本专利技术的目的是提供一种能耐超低温，提高自身强度的耐超低温高强度定膨胀合金及其制备方法。
3、（二）技术方案
4、为解决上述问题，本专利技术提供了一种耐超低温高强度定膨胀合金，所述合金以质量百分比计包括：m
5、本专利技术的另一方面，优选地，所述合金以质量百分比计还包括：c≤0.015%，p≤0.01%，s≤0.01%，si≤0.30%，cu≤0.10%，cr≤0.10%，mo≤0.10%。
6、本专利技术的另一方面，优选地，所述合金在20-400℃温度内的热膨胀系数为（4.8-5.2）×10-6/℃，在20-450℃温度内的热膨胀系数为（5.1-5.4）×10-6/℃；所述合金在-180℃下无马氏体相变，所述合金的板材室温抗拉强度为750-850mpa。
7、本专利技术的另一方面，优选地，一种耐超低温高强度定膨胀合金的制备方法，所述制备方法用于制备如上所述的耐超低温高强度定膨胀合金，所述制备方法包括以下步骤：
8、步骤100：按照预设的原料配比进行原料称取，所述原料包括fe、ni、co、nb和mn；
9、步骤200：将所述原料中的fe、ni、co和nb进行第一热加工，获得第一合金；
10、步骤300：在所述第一合金中加入mn，进行第二热加工，获得第二合金；
11、步骤400：对所述第二合金进行真空自耗重熔，获得第三合金；
12、步骤500：对所述第三合金进行锻造，获得第四合金；
13、步骤600：对所述第四合金进行热轧，获得第五合金；
14、步骤700：对所述第五合金进行热处理，获得耐超低温高强度定膨胀合金。
15、本专利技术的另一方面，优选地，所述步骤200：将所述原料中的fe、ni、co和nb进行第一热加工，获得第一合金包括：
16、步骤201：将原料fe、ni、co、nb进行烘烤，所述烘烤的温度为400～600℃，烘烤时间为5～6h；
17、步骤202：对进行过烘烤的原料进行真空熔炼，所述真空熔炼包括第一时间段和第二时间段；
18、所述真空熔炼的第一时间段的真空度为小于等于10pa，所述真空熔炼的第一时间段的加热功率为300～350kw，加热时间为30～35min，
19、步骤203：所述真空熔炼的第二时间段的真空度至小于等于1pa，第二时间段的加热功率为500～550kw，温度升至精炼温度后，保持所述精炼温度30～35min，并进行定时脱氧，获得第一合金。
20、本专利技术的另一方面，优选地，所述步骤300：在所述第一合金中加入mn，进行第二热加工，获得第二合金，包括：
21、步骤301：在所述第一合金中加入mn进行第二热加工，所述第二热加工的加热功率为500～550kw，第二热加工的搅拌时间为1～2min；
22、步骤302：调整温度至1500～1530℃出炉浇注合金锭，空冷3～5h后脱模，得到第二合金。
23、本专利技术的另一方面，优选地，所述步骤400：对所述第二合金进行真空自耗重熔，获得第三合金包括：
24、步骤401：去除所述第二合金的氧化皮，在温度800～850℃下烘烤8～9h；
25、步骤402：将经过烘烤的第二合金与假电极焊接，进行真空自耗重熔，真空度为小于等于0.2pa，所述真空自耗重熔包括第一阶段、第二阶段和第三阶段，所述第一阶段电流为3000～4000a，所述第二阶段电流为8000～9000a，所述第三阶段电流至4000a～4500a；
26、步骤403：所述真空自耗重熔完成后，冷却3～5h后脱模，脱模后进行砂冷，获得第三合金。
27、本专利技术的另一方面，优选地，所述步骤500：对所述第三合金进行锻造，获得第四合金包括：所述锻造包括第一加热和第二加热；
28、步骤501：对所述第三合金进行第一加热，第一加热温度为800～900℃，第一加热保温时间为50～70min，
29、步骤502：对完成第一加热的第三合金进行第二加热，所述第二加热的温度为1100～1150℃，所述第二加热的保温时间为80～100min；
30、步骤503：对完成第二加热的第三合金进行出炉锻造；
31、步骤504：锻造至扁坯尺寸，获得第四合金；所述锻造包括三火次，每火次锻完后在空气中冷却，每火次变形量范围为50%-70%，终锻温度≥850℃。
32、本专利技术的另一方面，优选地，所述步骤600：对所述第四合金进行热轧，获得第五合金；包括：
33、步骤601：对所述第四合金进行加热，所述加热的温度为1050～1100℃，保温时间为25～35min；
34、步骤602：对经过加热的第四合金进行热轧；
35、步骤603：热轧至热轧尺寸，获得第五合金；所述热轧包括三道次，终轧温度≥800℃。
36、本专利技术的另一方面，优选地，所述步骤700：对所述第五合金进行热处理，获得耐超低温高强度定膨胀合金，包括：
37、步骤701：将所述第五合金置于液氮中深冷，所述深冷时间为4～6h；
38、步骤702：将所述第五合金从液氮中取出后进行时效处理，以5℃/min的速率加热至550±10℃，保温时间50～70min；
39、步骤703：将经过时效处理的第五合金进行回火处理；以10℃/min的速率降温至200～300℃，保温110～130min，获得耐超低温高强度定膨胀合金。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐超低温高强度定膨胀合金，其特征在于，所述合金以质量百分比计包括：Mn：0.30-0.50%，Ni：29.0-29.5%，Co：17.0-17.5%，Nb：0.2-0.4%，其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的耐超低温高强度定膨胀合金，其特征在于，所述合金以质量百分比计还包括：C≤0.015%，P≤0.01%，S≤0.01%，Si≤0.30%，Cu≤0.10%，Cr≤0.10%，Mo≤0.10%。
3.根据权利要求1所述的耐超低温高强度定膨胀合金，其特征在于，所述合金在20-400℃温度内的热膨胀系数为（4.8-5.2）×10-6/℃，在20-450℃温度内的热膨胀系数为（5.1-5.4）×10-6/℃；所述合金在-180℃下无马氏体相变，所述合金的板材室温抗拉强度为750-850MPa。
4.一种耐超低温高强度定膨胀合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1-3任意一项所述的耐超低温高强度定膨胀合金，所述制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤200：将所述原料中的
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤300：在所述第一合金中加入Mn，进行第二热加工，获得第二合金，包括：
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤400：对所述第二合金进行真空自耗重熔，获得第三合金包括：
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤500：对所述第三合金进行锻造，获得第四合金包括：所述锻造包括第一加热和第二加热；
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤600：对所述第四合金进行热轧，获得第五合金；包括：
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤700：对所述第五合金进行热处理，获得耐超低温高强度定膨胀合金，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种耐超低温高强度定膨胀合金，其特征在于，所述合金以质量百分比计包括：mn：0.30-0.50%，ni：29.0-29.5%，co：17.0-17.5%，nb：0.2-0.4%，其余为fe。
2.根据权利要求1所述的耐超低温高强度定膨胀合金，其特征在于，所述合金以质量百分比计还包括：c≤0.015%，p≤0.01%，s≤0.01%，si≤0.30%，cu≤0.10%，cr≤0.10%，mo≤0.10%。
3.根据权利要求1所述的耐超低温高强度定膨胀合金，其特征在于，所述合金在20-400℃温度内的热膨胀系数为（4.8-5.2）×10-6/℃，在20-450℃温度内的热膨胀系数为（5.1-5.4）×10-6/℃；所述合金在-180℃下无马氏体相变，所述合金的板材室温抗拉强度为750-850mpa。
4.一种耐超低温高强度定膨胀合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1-3任意一项所述的耐超低温高...
【专利技术属性】
技术研发人员：马静，苏辉，韩钟剑，罗文鹏，李柱，王旭，
申请(专利权)人：西安钢研功能材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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