4J42 / UNS K94100 / Alloy 42
4J42 是国际通行的 Alloy 42 定膨胀合金，镍 41.5%–42.5% 加余量铁。它通过把镍提高到 42%，把膨胀系数人为调到约 5×10⁻⁶/K 的区间，去匹配软玻璃、95% 氧化铝陶瓷与硅的热膨胀。用于电子封装、集成电路引线框架、晶体管管座与各类电真空器件的金属-玻璃气密封接。
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4J42 是国际通行的 Alloy 42 定膨胀合金，镍 41.5%–42.5% 加余量铁。它通过把镍提高到 42%，把膨胀系数人为调到约 5×10⁻⁶/K 的区间，去匹配软玻璃、95% 氧化铝陶瓷与硅的热膨胀。用于电子封装、集成电路引线框架、晶体管管座与各类电真空器件的金属-玻璃气密封接。
4J42 的成分以镍 41.5%–42.5% 为主体，铝不超过 0.10%，锰不超过 0.80%、硅不超过 0.30%，碳不超过 0.05%，余量为铁。与因瓦系追求极小膨胀不同，4J42 的设计思路是刻意把膨胀系数调到玻璃与陶瓷的匹配区间，20–100 ℃ 平均线膨胀系数约 5.6×10⁻⁶/K，20–300 ℃ 约 4.8、20–400 ℃ 约 5.9×10⁻⁶/K，从而把封接热循环中的失配应力降到最低。
4J42 与 4J29 相比是同属定膨胀但不含钴的路线：4J42 的膨胀系数略高，匹配软玻璃、陶瓷与硅，成本低于含钴的 4J29；4J29 则以钴换取更低的膨胀系数与更好的硬玻璃匹配。与 4J43 相比，4J42 是纯粹的定膨胀封接用途，而 4J43 因含锰较高、主要用于杜美丝芯，两者的成分区间与用途都不同。
| 元素 | 含量规格 % |
|---|---|
| Ni | 41.5–42.5 |
| Mn | ≤0.80 |
| Si | ≤0.30 |
| Al | ≤0.10 |
| C | ≤0.05 |
| P | ≤0.020 |
| S | ≤0.020 |
| Fe | 余量 |
| 物理性能 | 数值 |
|---|---|
| 密度 | 约 8.11–8.14 g/cm³ |
| 熔化区间 | 约 1430–1435 ℃ |
| 线膨胀系数 | 5.6（20–100 ℃）、4.9（20–200 ℃）、4.8（20–300 ℃） |
| 高温线膨胀系数 | 5.9（20–400 ℃）、6.9（20–450 ℃）、7.8（20–500 ℃） |
| 居里温度 | 约 340–370 ℃ |
| 电阻率 | 约 0.61 μΩ·m |
| 弹性模量 | 约 145–150 GPa |
| 封接匹配 | 软玻璃、95% 氧化铝陶瓷与硅 |
| 力学性能 | 标准最小值 | 典型值 |
|---|---|---|
| 抗拉强度 Rm | 退火态 ≥450 MPa | 退火态 450–550 MPa |
| 屈服强度 Rp0.2 | 退火态 ≥170 MPa | 170–250 MPa |
| 延伸率 A | 退火态 ≥30 % | 30–40 % |
| 硬度 HV | 退火态 ≤150 | 约 130–150 |
| 温度 | 抗拉强度 Rm | 屈服强度 Rp0.2 |
|---|---|---|
| 20 ℃ | 退火态 450–550 MPa | 170–250 MPa |
| 200 ℃ | 以材质证明书为准 | 以材质证明书为准 |
| 400 ℃ | 膨胀系数已上升，封接匹配需重新评估 | 膨胀系数已上升，封接匹配需重新评估 |
以上为典型值，交付以实际材质证明书（EN 10204 3.1 MTC）为准。
| 供货形态 | 规格范围 | 状态 |
|---|---|---|
| 冷轧带材 | δ0.1–3.5 mm | 软态或硬化状态 |
| 冷拉丝材 | Φ0.1–7.0 mm | 软态或硬化状态 |
| 圆棒 / 棒材 | Φ5–180 mm | 退火态，可按图定制 |
| 板材 / 锻件 | δ3.5–40 mm | 退火态 |
| 管材 / 毛细管 | 按图定制 | 退火态，可代做预氧化 |
支持按图纸机加工与定制交付；非标规格与批量需求请直接询价。
| 产品形态 | ASTM | ASME | 其他对应标准 |
|---|---|---|---|
| 定膨胀封接铁镍铬、铁镍合金 | YB/T 5235-2005 | — | 含 4J6、4J42、4J45、4J50 等牌号 |
| 膨胀合金通用规则 | GB/T 14985-2007 | — | 尺寸、外形、表面质量与检验规则 |
| 美国材料规范 | ASTM F30 | UNS K94100 | W.Nr 1.3917 |
| 牌号与成分 | GB/T 15018-1994 | GB/T 37797-2019 牌号体系 | GB/T 13297-2021 包装标志与质量证明书 |
按标准逐项检验：化学成分、力学性能、晶间腐蚀、水压试验、超声波/涡流探伤、尺寸与表面。
4J42 的标准试样热处理制度为在氢气或真空保护下加热至 900±20 ℃ 保温 1 小时，再升至 1100±20 ℃ 保温 1 小时，然后以不大于 5 ℃ 每分钟的速度冷却到 200 ℃ 以下出炉。高温长时保温使成分充分扩散、组织均匀，慢速冷却则稳定了膨胀曲线，避免冷却过快引起晶粒粗化与相变造成膨胀系数漂移。
4J42 的焊接性一般，镍基体流动性好，但焊接热影响区容易出现晶粒粗化与成分偏析，焊接残余应力会在封接界面形成额外应力，与玻璃或陶瓷的热失配叠加后易造成封接开裂或漏气。若结构上必须焊接，采用氩弧焊并控制热输入与层间温度，焊后做去应力退火；凡处于封接界面附近的焊缝仍需单独评估氧化膜状态与膨胀匹配。
4J42 采购的关键是膨胀系数必须与实际玻璃或陶瓷牌号对上，而不是只看材料本身合格。验收要点：一是索取线膨胀系数实测报告，标准典型值 20–100 ℃ 约 5.6×10⁻⁶/K、20–300 ℃ 约 4.8、20–400 ℃ 约 5.9，并确认测试温区；二是核对成分，镍 41.5%–42.5%、铝不超过 0.10% 是 4J42 的指纹，4J29 含钴 16.8%–17.8% 可用 XRF 判别。
4J42 的成分以镍 41.5%–42.5% 为主体，铝不超过 0.10%，锰不超过 0.80%、硅不超过 0.30%，碳不超过 0.05%，余量为铁。
两者都是定膨胀封接合金但成分与匹配对象不同：4J42 为镍 41.5%–42.5% 且不含钴，膨胀系数约 5–6×10⁻⁶/K，匹配软玻璃、95% 氧化铝陶瓷与硅，成本较低；4J29 含钴 16.8%–17.8%，膨胀系数约 4.6–5.3×10⁻⁶/K，主要匹配硼硅硬玻璃，耐热性更好。若匹配对象是软玻璃或硅且成本敏感选 4J42，匹配硬玻璃或对高温匹配精度要求高选 4J29。第一步始终是查清玻璃牌号及其膨胀系数。
4J42 不设公开挂牌价，按牌号、规格（直径/壁厚/厚度）、数量与交货状态报价，镍价与批量是主要价格变量；常规规格圆棒与无缝管备有坯料，通常 7–20 天交货；非常规规格、板材与锻件按熔炼排产约 25–45 天，最小起订量按形态协商。支持按图纸机加工与 OEM 定制，常规规格现货、特殊规格排产。
国内精密合金的供给集中在几个产业带：东北（辽宁抚顺、鞍山一带的特钢与锻件基地）、华北（京津冀特钢与航空材料体系）、华东（上海及江苏无锡/常州/苏州、浙江的熔炼锻轧与无缝管集群）、西部（陕西宝鸡的钛与高温合金、四川冶金基地、甘肃金昌的镍资源）。像 4J42 这类牌号，既有钢厂直供，也有具备真空感应熔炼（VIM）、电渣（ESR）或真空自耗（VAR）重熔能力与完整检验体系的专业供应商。选择供应商时建议核对四点：① 材质证明书炉批号可追溯；② 有成分、超声波探伤、力学复验能力；③ 能按 YB/T 5235-2005 / GB/T 15018-1994 等对应标准供货并可接受第三方检测；④ 同规格有可查的既往供货业绩。宝昭实业位于上海市松江区，常年供应 4J42 棒材、板材、无缝管、锻件等形态，欢迎按上述要点对样验厂。
4J42 的密度约为 约 8.11–8.14 g/cm³（详见本页物理参数表）。执行标准主要为 YB/T 5235-2005 / GB/T 15018-1994，并对应相应的 ASTM/ASME/AMS 标准；密度、熔化区间、弹性模量与线膨胀系数等物理参数在不同文献口径下略有出入，交付时以炉号材质证明书实测值为准。需要钢板、锻件、无缝管等不同形态时，物理参数基本一致，力学指标随形态与热处理状态变化，可参考本页力学性能表。
本表为同类牌号关键参数对照，便于横向比较；数值取自对应国家/行业标准公开值，交付以炉号材质证明书为准。
| 牌号 | UNS / 编号 | 核心成分 % | 力学性能 | 交货形态 | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|---|
| 4J42 | 4J42 / UNS K94100 / Alloy 42 | Ni 41.5–42.5、Fe 余量、Al ≤0.10 | Rm 退火态 ≥450 MPa（典型 退火态 450–550 MPa） | 冷轧带材、冷拉丝材、圆棒 / 棒材等 | 电子封装 |
| 1J50 | 1J50 / Ni49.0–50.5 Fe-Ni 系（无统一 UNS 编号） | Ni 49.0–50.5、Fe 余量、Cu ≤0.20 | Rm 退火态 ≥450 MPa（典型 退火态 450–600 MPa，冷轧态 750–900 MPa） | 冷轧带材、冷拉丝材、热轧板材等 | 中小功率变压器 |
| 1J79 | 1J79 / Ni78.5–80.0 Fe-Ni-Mo 系（无统一 UNS 编号） | Ni 78.5–80.0、Mo 3.80–4.10、Fe 余量 | Rm 退火态 ≥550 MPa（典型 退火态 550–700 MPa，冷轧态 800–1000 MPa） | 冷轧带材、冷拉丝材、热轧板材等 | 磁屏蔽 |
| 1J80 | 1J80 / Ni79.0–81.5 Fe-Ni-Mo-Si 系（无统一 UNS 编号） | Ni 79.0–81.5、Mo 2.60–3.00、Fe 余量 | Rm 退火态 ≥560 MPa（典型 退火态 560–720 MPa，冷轧态 850–1000 MPa） | 冷轧带材、冷拉丝材、热轧板材等 | 高频铁芯 |
| 1J81 | 1J81 / Ni79.0–81.0 Fe-Ni-Mo 系（无统一 UNS 编号） | Ni 79.0–81.0、Mo 4.00–5.20、Fe 余量 | Rm 退火态 ≥550 MPa（典型 退火态 550–720 MPa，冷轧态 820–1000 MPa） | 冷轧带材、冷拉丝材、热轧板材等 | 弱磁探测 |
数据来源：YB/T 5235-2005 / GB/T 15018-1994。
该牌号常见于电子封装、电真空器件、陶瓷封接等场景的关键部件。可按棒材、板材、无缝管、锻件等形态组织供货，价格按牌号、规格、数量与交货状态核算，如有需要可随货提供符合 EN 10204 3.1 标准的材质证明书。
