3J1弹性合金3J1棒料 光圆 圆棒 拉光棒材 一、3J1概述 ????3J1合金是铁-镍-铬系奥氏体沉淀强化型高弹性合金。固溶处理后具有良好的塑性,硬度低,易加工成型。经固溶或冷应变后时效处理,获得高的力学性能和弹性性能。 ????该类合金具有较高的强度、高的弹性模量,较小的弹性后效和滞后、弱磁性、良好的耐蚀性和热稳定性等特点,能在较高的温度、较大的应力或腐蚀性介质条件下工作。3J1可在250℃以下工作。该类合金也能在低温(如近-200℃)下使用。 1.1?3J1材料牌号?3J1(Ni36CrTiAl)。 1.2?3J1相近牌号?ЭИ702,36HXTЮ(俄罗斯)。 1.3?3J1材料的技术标准?3J1合金的技术标准YB/T?5256—1993《弹性元件用合金3J1和3J53技术条件》。 1.4?3J1化学成分??见表1-2。? 表1-2[1]% C Mn Si P S Ni Cr Mo Ti Al Fe ≤0.05 ≤1.00 ≤0.80 ≤0.020 ≤0.020 34.5~36.5 11.5~13.0 - 2.70~3.20 1.00~1.80 余量 1.5?3J1热处理制度?见表1-3。 1.6?3J1品种规格与供应状态?见表1-4。 表1-3[1,2] 品种或要求 热处理制度 带材 920~950℃固溶+650~750℃,时效2~4h,空冷或炉冷 冷应变+600~700℃,时效2~4h,空冷或炉冷 丝材 冷应变+500~700℃,时效2~4h,空冷或炉冷 棒材 冷应变+650~750℃,时效2~4h,空冷或炉冷 热轧(锻)材 950~980℃固溶+700~750℃,时效≥4h,空冷或炉冷 表1-4[1,2]mm 品种和状态 冷轧带材 冷拉丝材 冷拉磨光棒材 热轧圆球 锻材 热轧扁材 厚度和直径(边长) 0.05~3.5 0.10~6.0 3.0~30.0 6.0~25.0 >5~100 4.0~13 宽度 50~250 - - - - - 长度 - - - ≤500 ≤300 ≥300 1.7?3J1熔炼与铸造工艺?合金采用真空感应炉熔炼或真空感应炉熔炼加真空自耗炉重熔。 1.8?3J1应用概况与特殊要求?该类合金是20世纪60年代的老牌号,国内生产与应用多年。主要用于制造各种航空用弹性敏感元件及耐硝酸或其他腐蚀介质的零件,如膜盒、膜片、波纹管、传送杆、挡板和其他弹性结构件等。 二、3J1物理及化学性能??? 2.1?3J1热性能???????????????????????????????????????? 2.1.1?3J1线膨胀系数?该组合金在固溶加时效状态下,其平均线膨胀系数?(20~100℃)=(12.0~14.0)×10-6℃-1[1,3,4]。 2.2?3J1密度?冷应变加时效状态合金的密度ρ=8.0g/cm3[1,4]。 2.3?3J1电性能?在冷变形+时效状态下ρ=1.02μΩ·m[3]。 2.4?3J1磁性能?固溶加时效状态的3J1合金,其磁化率χm=(12.5~205)×10-11[4,5]。 2.5?3J1化学性能?该合金对硝酸、磷酸、氢氧化钠、含硫石油、燃料油和润滑油等腐蚀介质,以及在海洋和热带气候条件下,具有较好的耐腐蚀性[4,5]。? 三、3J1力学性能 3.1?3J1技术标准规定的性能 3.1.1?3J1交货状态合金材的力学性能?见表3-1。 表3-1[1] 状态和品种 (δ或d)/mm σb/MPa δ/% 固溶态带材 冷拉丝材 0.20~0.50 0.20~3.0 ≤981 ≥981 ≥20 - 3.1.2?3J1交货状态合金材经时效处理后的力学性能?见表3-2。 表3-2[1,2] 状态和品种 (δ或d)/mm σb/MPa σP0.2/MPa δ/% 冷轧+时效带材 固溶+时效带材 冷拉+时效带材 冷拉+时效带材 热锻(轧)材固溶+时效 0.20~2.50 0.20~1.00 0.50~5.0 3.0~18.0 6.0~25.0 ≥1373 ≥1177 ≥1471 ≥1373 ≥1177 ≥981 ≥735 - - - ≥5 ≥8 ≥5 ≥5 ≥10 注:厚度>0.10mm的带材和d>0.20mm的丝材,其抗拉强度也应符合表中要求;规定非比例伸长应力σPO.2值适用于厚度大于0.50mm的带材。 3.2?3J1室温及各种温度下的力学性能?不同状态的合金室温力学性能见表3-3。 3.3?3J1持久和蠕变性能 3.4?3J1疲劳性能? 3.5?3J1弹性性能?见表3-4。 表3-3[1] 状态 带材试样厚度/mm σb/MPa δ/% HV 920~950℃,以1.3℃/min速度水套冷却 0.10~0.20 588~735 20~27 150~190 920~950℃,以1.3℃/min速度水套冷却+720℃,时效2h 0.10~0.20 1275~1295 14~16 350~390 60%~65%冷应变 0.10~0.20 1280~1304 4~6 - 60%~65%冷应变+650℃,时效2h 0.10~0.20 1471~1600 6~7 400~480 表3-4[1] 状态 E/GPa G/GPa βE/10-6℃-1 固溶+时效 冷应变+时效 176~196 186~206 77~78 76~78 -200~250 -200~350 简介 弹性合金elastic alloy精密合金的一类,用于制作精密仪器仪表中弹性敏感元件、储能元件和频率元件等弹性元件。弹性合金除了具有 良好的弹性性能外,还具有无磁性、微塑性变形抗力高、硬度高、电阻率低、弹性模量温度系数低和内耗小等性能。 弹性合金包括Fe-Ni-Cr系、Ni-Ct系、Ni-Cr-Nb系、Ni-Co-Cr系、Nb-Ti系、Fe-Ni-Co系等。 此外,实际常用的还有铜基合金,如锡磷青 铜、铍青铜等。 弹性合金用于精密仪表中的弹性敏感元件、储能元件和频率元件。 分类 它一般分为高弹性合金和恒弹性合金,前者要求具有高的弹性极限、低 的滞弹性效应,耐热性好,可在较高的温度下工作;后者要求在一 定的温度范围内弹性模量几乎不随温度变化。 此外,铜基弹性合金应用也很普遍,这类合金的特点是无磁和导电良好。锡磷青铜主要用于导电性能良好的弹簧接触片或其他弹簧、精密 仪表中的耐磨和抗磁弹性元件等。铍青铜用于制造重要的弹簧和弹性元件,由于其弹性模量低,而弹性极限又相对的高,故在制作膜片、 膜盒、波纹管及微型开关方面,得到广泛应用。弹性合金一般都在真空中冶炼,半成品或成品元件亦多在真空或保护气氛中进行热处理。