4J50合金氧化分析

4J50鐵鎳合金(Fe-50Ni)熱膨脹系數(shù)接近浮法玻璃，屈服點(diǎn)低，并且具有優(yōu)異的加工和焊接性能，將4J50鐵鎳合金用于浮法玻璃-金屬封接，具有工程應(yīng)用價(jià)值。由于純金屬表面與玻璃不潤(rùn)濕，所以金屬與玻璃的封接前通常要先將金屬表面氧化，形成一層與金屬基體連接強(qiáng)度高并與封接玻璃潤(rùn)濕性良好的致密氧化層，然后通過(guò)金屬表面的氧化物與玻璃互溶而結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)封接。4J50合金的預(yù)氧化與氧化膜層的組織結(jié)構(gòu)、致密度直接影響封接強(qiáng)度和氣密性，因此，4J50合金的預(yù)氧化對(duì)于高質(zhì)量的浮法玻璃-金屬封接是至關(guān)重要的。

實(shí)驗(yàn)材料選用某合金廠生產(chǎn)的4J50帶材,厚度為0.5 mm，其主要化學(xué)成分如表1所列。通過(guò)室內(nèi)恒溫恒濕機(jī)調(diào)節(jié)相對(duì)濕度，實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度為15 ℃，不同相對(duì)濕度對(duì)應(yīng)的水蒸氣分壓如表2所列。

表3 統(tǒng)計(jì)了不同氧化時(shí)間和相對(duì)濕度條件下的氧化膜厚度和氧化膜完好度。隨氧化時(shí)間延長(zhǎng)和相對(duì)濕度增大，氧化膜厚度增加。

4J50鐵鎳合金在500~520℃的空氣中氧化時(shí)，在氧化初期，基體表面生成不連續(xù)的氧化層;氧化時(shí)間為10~15 min后生成均勻與氧化膜相連的是富鎳的過(guò)渡層。提高氧化溫度和相對(duì)濕度均可加快4J50鐵鎳合金的氧化過(guò)程。其中，提高相對(duì)濕度會(huì)降低氧化膜的粘附性，且在相對(duì)濕度為60%時(shí)，粘附性顯著降低。