Descrizione

La lega 4J24 Kovar è una lega di precisione a base di ferro-nichel-cobalto-con espansione termica fissa. La sua caratteristica principale risiede nel possedere un coefficiente di espansione lineare (circa 4,6–5,2 × 10⁻⁶/grado) paragonabile a quello del vetro duro nell'intervallo di temperatura di 20–450 gradi, consentendo una sigillatura ad alta-ermeticità. La designazione standard di questa lega è 4J24, classificata nella famiglia delle leghe ad espansione termica controllata. Trova applicazione primaria nei componenti elettro-del vuoto, nella strumentazione di precisione e nel confezionamento di semiconduttori. Per le applicazioni criogeniche profonde, sono stati introdotti requisiti aggiuntivi per la stabilità microstrutturale a -196 gradi per prevenire guasti all'espansione del volume causati dalla trasformazione di fase da austenite-a martensite.

Grade

Standard internazionali
ASTM	GB	IT	DIN	JIS
UNS K94610	GB/T15018-1994	Nilo K	1.3981	KV-1
	4J42

Composizione chimica

Composizione chimica % in massa MAX se non diversamente indicato

Elemento	% minimo	% massimo
C	-	0.03
Sì	-	0.30
Mn	-	0.50
P	-	0.02
S	-	0.02
Co	16.8	17.8
Ni	28.5	29.5
Fe	Bal	Bal

Dettagli in lega

1.Compatibilità dell'espansione termica

Nell'intervallo 20–450 gradi, il suo coefficiente di espansione lineare è (4,6–5,2) × 10⁻⁶/grado, mostrando un'elevata compatibilità con il vetro duro borosilicato (ad esempio Pyrex) e le ceramiche di allumina al 95%. Ciò garantisce interfacce di incollaggio-prive di stress e senza crepe.

2.Proprietà meccaniche e fisiche

Resistenza e duttilità:

Resistenza alla trazione Maggiore o uguale a 530 MPa allo stato ricotto, allungamento Maggiore o uguale al 30%.
La resistenza alla laminazione a freddo-raggiunge 800 MPa, anche se la duttilità si riduce a un valore maggiore o uguale al 5%.

Densità e punto di fusione:

Densità 8,17 g/cm³, punto di fusione circa 1450 gradi.
Conduttività elettrica e termica: resistività 46 μΩ·cm, conduttività termica 21,4–26,8 W/(m·K) (100–400 gradi).

3.Stabilità strutturale

Punto di curie 430 gradi; mantiene caratteristiche di bassa espansione al di sotto di questa temperatura. Gli oligoelementi (ad es. P, S inferiore o uguale a 0,020%) richiedono un controllo rigoroso per prevenire la mancata espansione del volume dovuta a transizioni di fase.

Fase di lavorazione	Vantaggio competitivo	Caso di applicazione
Formatura-laminata a freddo	Superficie esente da difetti a buccia d'arancia con tasso di riduzione a-passaggio singolo inferiore o uguale al 15%, tolleranza sullo spessore del foglio sottile (0,1–2 mm) ±0,01 mm	Comunicazione ottica TO Piastra di copertura del pacchetto
Pre-trattamento sigillante	800°C pre-oxidation forms Fe-Co-Ni composite oxide film with glass interface bond strength >120 MPa	Sigillatura del-vetro del tubo a raggi X-su-metallo
Compatibilità di saldatura	Larghezza della zona influenzata dal calore della saldatura laser-<0.2mm; post-weld 540°C annealing eliminates microcracks	Chiusura ermetica del sensore aerospaziale

Aapplicazione

Industria elettronica

Sigillatura e incapsulamento con vetro duro o ceramica per transistor, telai conduttori di circuiti integrati, alloggiamenti di relè, ecc., garantendo un'elevata integrità ermetica (ad esempio, transistor di potenza ad alta-frequenza, basi di tubi a raggi X).

Strumentazione di precisione

Produzione di componenti dimensionalmente stabili come travi di bilanciamento di precisione, parti di compensazione di orologi e guide d'onda a microonde.

Ingegneria criogenica

Strutture sigillate per serbatoi di stoccaggio di ossigeno/idrogeno liquido, condotte di trasferimento e apparecchiature per l'esplorazione dello spazio profondo-, con resistenza a temperature fino a -196 gradi (che richiedono una lavorazione specializzata).

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