简介
4J29合金，国际上常称“Kovar”（科瓦合金），是一种定膨胀铁镍钴合金。其核心特性在于其热膨胀系数在特定温度范围内（通常20-450°C）能与多种硬质玻璃（如硼硅玻璃、铝硅玻璃）以及陶瓷实现紧密匹配。这种特性使其成为电真空器件中实现玻璃与金属或陶瓷与金属间气密封接的关键材料，广泛应用于电子管、晶体管、集成电路封装、激光器、太阳能集热管等领域。其棒材和钢管形式是制造密封结构件（如引线、电极、管壳、法兰）的主要坯料。
4J29的成分精密控制是其性能的基础，采购时需特别关注成分范围及杂质上限：
主元素 (%重量):
镍 (Ni): 28.5 - 29.5 (精确调控膨胀性能的核心)
钴 (Co): 16.8 - 17.8 (与镍协同作用，优化膨胀曲线匹配度)
锰 (Mn): ≤ 0.50 (改善热加工性，过高影响膨胀)
铁 (Fe): 余量 (基体元素)
关键微量元素控制 (严格限制):
碳 (C): ≤ 0.03 (过高降低塑性和封接强度)
硅 (Si): ≤ 0.30 (影响加工性和膨胀系数)
硫 (S): ≤ 0.020 (显著恶化热加工性)
磷 (P): ≤ 0.020 (增加脆性)
铜 (Cu): ≤ 0.20 (微量杂质)
铬 (Cr): ≤ 0.20 (微量杂质，过高影响玻璃润湿性)
钼 (Mo): ≤ 0.20 (微量杂质)
钛 (Ti): ≤ 0.10 (微量杂质)
铝 (Al): ≤ 0.10 (微量杂质)
镁 (Mg): ≤ 0.05 (微量杂质)
锆 (Zr): ≤ 0.05 (微量杂质)
铅 (Pb): ≤ 0.005 (极有害杂质)
铋 (Bi): ≤ 0.005 (极有害杂质)
采购提示： 务必要求供应商提供详细的材料分析报告 (Material Test Certificate - MTC)，严格核对各元素含量是否符合国标(GB/T 15018)或ASTM F15等标准要求，特别是S、P、C及有害杂质元素（Pb, Bi）的含量。成分微小偏差可能导致热膨胀系数偏离，造成封接失效。
热膨胀系数 (CTE - 核心性能)：
在20-450°C范围内，其平均线膨胀系数约为 (4.6 ~ 5.2) × 10⁻⁶ /°C。该特性使其与特定的DM-305、DB-404等硬质玻璃以及95%氧化铝陶瓷实现最佳匹配，确保封接界面应力最小化，防止开裂或漏气。
居里点 (Tc)：
约430°C。在此温度以下，合金具有铁磁性；以上则转变为顺磁性。这对某些电磁应用有参考价值。
热导率：
较低，通常在 17 W/(m·K) 左右（室温）。这在设计需要考虑散热时需留意。
电阻率：
相对较高，约 0.49 μΩ·m (室温)。
密度：
约 8.2 g/cm³。
力学性能 (退火态典型值)：
抗拉强度 (Rm)： ≥ 517 MPa
规定塑性延伸强度 (Rp0.2)： ≥ 345 MPa
伸长率 (A)： ≥ 30%
硬度 (HV)： ≈ 135
弹性模量 (E)： ≈ 138 GPa
(注：冷加工后强度、硬度显著提高，塑性下降)
磁性能：
居里点以下具有铁磁性。饱和磁感应强度(Bs)约1.5T。
真空性能：
良好的气密性和低气体渗透率，满足电真空应用要求。
采购提示： 明确应用所需的膨胀系数匹配对象（何种玻璃/陶瓷），要求供应商提供对应温度范围的实测CTE数据报告。对于力学性能，需根据后续加工（如深冲、弯曲）要求，明确是订购软态（退火态）还是半硬态/硬态产品。
电真空与电子封装： 晶体管、集成电路、微波管、功率管、X射线管、磁控管、速调管、激光管、真空开关管等的管壳、引线、密封插针、电极、法兰盘。
光电器件： LED封装支架、激光器封装件、光通信器件密封件。
新能源： 太阳能集热管（真空管式太阳能热水器）的罩玻璃管与金属管之间的过渡封接。
精密仪器： 需要玻璃-金属或陶瓷-金属封接的传感器、精密仪器部件。
航空航天： 高可靠性要求的电子器件封装。
形态： 棒材（圆棒、方棒、六角棒）、无缝钢管。
尺寸： 棒材直径/边长范围广（如Φ3mm - Φ150mm+），钢管外径和壁厚范围多样（需具体定制）。长度通常为定尺或倍尺。
供应状态：
软态 (Annealed - A)： 充分退火，塑性极佳，适用于后续深冲、弯曲等冷成型加工。最常用状态。
冷拉/硬态 (Cold Drawn/Hard - Y)： 强度硬度高，尺寸精度和表面光洁度好，适用于直接机加工或对强度有要求但对塑性要求不高的场合。
半硬态： 性能介于软态和硬态之间。
表面： 可提供磨光（磨光棒/管）、车光（车光棒）、酸洗（棒/管）或剥皮（棒）等不同表面状态，满足不同后续加工（如电镀、封接）或外观要求。
采购提示： 在采购订单中必须清晰注明：
* 合金牌号 (4J29 / Kovar / ASTM F15 Alloy 29)
* 形态 (棒材 / 钢管)
* 精确尺寸 (直径/边长/外径×壁厚×长度) 及公差
* 供应状态 (如软态Annealed / A)
* 表面状态要求 (如光亮磨光)
* 执行标准 (如GB/T 15018, ASTM F15)
* 特殊要求 (如真空熔炼、无磁要求、特殊清洁包装等)
化学成分分析报告 (MTC)： 必须符合标准要求，是基础保障。
热膨胀系数测试报告： 关键性能指标，需提供实测数据（明确测试温度范围）。
力学性能测试报告： 验证供应状态是否符合要求。
尺寸精度与公差： 按图纸或标准严格检验。
表面质量： 无裂纹、折叠、结疤、严重划伤、麻点、氧化皮残留等缺陷。钢管需检查内壁光洁度。
内部质量： 必要时可要求超声波探伤（UT），确保无影响使用的内部缺陷（如夹杂、气孔）。
金相组织： 通常为均匀的奥氏体组织（软态）。晶粒度可能作为要求（影响深冲性能）。
采购提示： 与供应商明确验收标准和所需提供的检测报告项目。对于关键应用，可要求进行封接匹配性试验或第三方复检。
成分是基石： 严格核对MTC，关注Ni、Co含量及杂质控制（特别是S, P, C, Pb, Bi）。
CTE匹配是核心： 确认供应商提供的CTE数据与您封接的玻璃/陶瓷是否匹配，要求实测报告。
状态选择是关键： 根据后续加工方式（冷成型 or 机加工）明确要求软态(A)或硬态(Y)。
规格清晰无误： 形态、尺寸（含公差）、表面状态务必在订单中描述准确。
标准是准绳： 明确执行的国家/国际标准（GB/T 15018, ASTM F15等）。
质量证明是保障： 要求提供完整的出厂检验报告（MTC、性能测试报告等）。
供应商资质： 选择在精密合金领域有经验、设备完善、质量控制体系健全的可靠供应商。了解其熔炼工艺（真空感应熔炼是主流且优选）。
特殊要求明示： 如有真空除气、无磁、高洁净度（用于半导体）、特殊包装（防锈、防磕碰）等要求，需提前沟通确认。
替代/类似牌号参考：
4J44： 中国牌号，钴含量略低（~15%），CTE略高（~6×10⁻⁶/K），成本略低，用于要求稍低的封接。采购时需注意区分。
掌握4J29合金的成分、性能特点及采购关键点，有助于您高效准确地选择合格材料，确保最终封接产品的可靠性和良率。
镍铬合金是一个大家族，根据其具体的成分（尤其是镍、铬的比例，以及添加的其他关键元素如钼、铁、铝、钛、铌、钨等）和应用（耐高温、耐腐蚀、电阻加热、特殊性能），可以分为不同的类别和牌号。
以下是上海商虎有色金属有限公司一些主要的镍铬合金类别及其常见牌号：
一、耐腐蚀合金/镍基耐蚀合金
这类合金以优异的耐各种腐蚀介质（酸、碱、盐、氧化、还原）而闻名，也常兼具良好的高温性能。
Inconel 系列 (通常含镍量 > 50%，铬 14-23%，添加 Mo, Nb, Cu 等)：
Inconel 600： 基本型，耐高温氧化、耐腐蚀（特别是碱），抗氯离子应力腐蚀开裂。常用。
Inconel 601： 高铬高铝，抗氧化性极佳，尤其适用于高温氧化和渗碳环境。
Inconel 625： 含钼和铌，耐点蚀、缝隙腐蚀、氯化物应力腐蚀开裂，高强度，焊接性好。应用极其广泛。
Inconel 617： 含钴，高温强度高，抗氧化性好，用于燃气轮机等极端高温环境。
Inconel 718： 含铌和钛，可通过时效硬化获得超高强度，同时具有良好耐腐蚀性和焊接性。应用最广泛的高强高温合金之一。
Inconel X-750： 时效硬化合金，高温强度高，抗氧化性好。
Inconel 690： 高铬（~30%），特别耐高温水腐蚀和应力腐蚀开裂，广泛用于核工业。
Incoloy 系列 (通常含铁量较高 > 10%，镍 30-45%，铬 19-23%，添加 Mo, Cu 等)：
Incoloy 800/800H/800HT： 耐高温氧化和渗碳，耐硝酸、苛性碱腐蚀，应用广泛（炉管、换热器）。H/HT 为高碳型，高温蠕变强度更好。
Incoloy 825： 含钼和铜，耐硫酸、磷酸及应力腐蚀开裂，特别适用于含硫环境。
Incoloy 925： 时效硬化合金，高强度，耐腐蚀（类似 825），用于油气工业。
Hastelloy 系列 (以耐强还原性酸和苛刻环境闻名，通常含高钼)：
Hastelloy C-276： 全能型耐蚀合金，耐强氧化和还原性酸、混合酸、卤化物、局部腐蚀（点蚀、缝隙腐蚀）。极其常用。
Hastelloy C-22： 比 C-276 更高的铬含量，耐氧化性介质和局部腐蚀更好，焊接性更优。
Hastelloy C-2000： 含铜，耐氧化性酸和还原性酸性能均衡。
Hastelloy B-2/B-3： 高钼，专为耐强还原性酸（如盐酸、硫酸）设计，但耐氧化性介质差。
Hastelloy X： 耐高温氧化和燃气腐蚀，高温强度好，用于燃烧室部件。
Monel 系列 (以镍铜合金为主，部分牌号含铬)：
Monel K-500： 镍铜合金添加铝钛时效硬化，高强度，耐海水腐蚀。本身不含铬，但常与镍铬合金并列讨论。
二、电热合金/电阻合金
专门设计用于制造电加热元件，要求在高温下具有高电阻率、稳定的电阻值、良好的抗氧化性和足够的高温强度。镍铬比是关键（如 80Ni-20Cr）。
Cr20Ni80： 中国牌号，最常用的镍铬电热合金之一（80% Ni, 20% Cr）。对应国际上的 Nichrome 80。
Cr15Ni60： 中国牌号（60% Ni, 15% Cr），含铁量较高，成本较低，使用温度稍低。
Cr30Ni70： 中国牌号（70% Ni, 30% Cr），使用温度更高。
Nichrome： 国际通用名称，常见牌号：
Nichrome 80： 对应 Cr20Ni80。
Nichrome 60： 对应 Cr15Ni60。
Nichrome 70： 含铁量低，性能更优。
Nichrome C： 更高铬含量，抗氧化性更好。
Inconel 600/601： 虽然主要归类为耐蚀/高温合金，但其电阻特性也使其常用于制造高品质或特殊要求的加热元件。
三、高温合金/超合金
专为极端高温环境（如涡轮发动机）设计，要求极高的高温强度、抗蠕变、抗氧化和抗热腐蚀性能。
变形高温合金：
Inconel 718： 如前所述，应用最广泛。
Inconel 625： 如前所述。
Inconel 617： 如前所述。
Inconel 713C： 铸造合金，但也常用于变形制品。
Haynes 230： 高铬高钨，抗氧化性极佳，高温强度好。
Waspaloy： 高强度时效硬化合金。
Udimet 720： 高强度涡轮盘材料。
Rene 41： 高强度，但焊接性差。
Nimonic 系列 (如 75, 80A, 90, 105, 115)： 英国发展的重要高温合金系列。
铸造高温合金：
IN-738： 耐热腐蚀性能优异。
IN-713： 常用涡轮叶片材料。
IN-718： 铸造版本。
IN-625： 铸造版本。
Rene 80：
Mar-M247： 高强度铸造合金。
K418/K419： 中国常用牌号。
四、其他特殊镍铬合金
NiCr 70/30, NiCr 80/20： 更通用的名称，指镍铬比例，常用于热电偶正极（如 K 型热电偶正极用 NiCr 90/10 或 NiCr 80/20）。
重要提示
牌号标准： 同一合金在不同国家或标准体系下可能有不同牌号（如美国 UNS 编号、中国 GB/T 牌号、德国 DIN/W.Nr.、日本 JIS 等）。例如：
Inconel 600 ≈ UNS N06600 ≈ NS312 (GB) ≈ 2.4816 (DIN/W.Nr.)
Incoloy 800 ≈ UNS N08800 ≈ NS111 (GB) ≈ 1.4876 (DIN/W.Nr.)
Hastelloy C-276 ≈ UNS N10276 ≈ NS334 (GB) ≈ 2.4819 (DIN/W.Nr.)
具体成分与性能： 以上列出的是一些代表性和最常用的牌号，每个系列下还有很多其他细分牌号，以满足特定需求（如更高的强度、更好的焊接性、特定的耐腐蚀性）。选择合金时，必须根据具体的应用环境（温度、介质、应力状态等）查阅详细的材料数据手册。
应用导向： 在选择牌号时，首先要明确主要需求是耐高温腐蚀、耐化学腐蚀、作为电热元件、还是承受高温高应力？这决定了应优先考虑哪一类合金。
总而言之，镍铬合金牌号众多，以上列举覆盖了主要的商业化和常用牌号。在实际应用中，务必结合具体需求并参考相关标准规范进行选择。
