規(guī)格：齊全
所屬類型：合金管
品牌：
3J3高彈性合金
一、3J3概述
3J3合金是鐵-鎳-鉻系奧氏體沉淀強(qiáng)化型高彈性合金。固溶處理后具有良好的塑性，硬度低，易加工成型。經(jīng)固溶或冷應(yīng)變后時(shí)效處理，獲得高的力學(xué)性能和彈性性能。
該類合金具有較高的強(qiáng)度、高的彈性模量，較小的彈性后效和滯后、弱磁性、良好的耐蝕性和熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)，能在較高的溫度、較大的應(yīng)力或腐蝕性介質(zhì)條件下工作。3J3是在3J1合金的基礎(chǔ)上，加入8%鉬的合金，具有更高的耐熱性，使用溫度可提高到450℃。該類合金也能在低溫（如近-200℃）下使用。
1.13J3材料牌號(hào)3J3(Ni36CrTiAlMo8)。
1.23J3相近牌號(hào)ЭИ53,36HXTЮM8(俄羅斯)。
1.33J3材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3J3合金按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或臨時(shí)技術(shù)協(xié)議供貨。
1.43J3化學(xué)成分見表1-2。
表1-2%
| 牌號(hào) | C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr | Mo | Ti | Al | Fe |
| 3J3 | ≤0.05 | 0.80～1.20 | ≤0.50 | ≤0.010 | ≤0.010 | 35.0～37.0 | 12.0～13.0 | 7.5～8.5 | 2.70～3.20 | 1.00～1.30 | 余量 |
1.53J3熱處理制度見表1-3。
1.63J3品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)見表1-4。
表1-3
| 品種或要求 | 熱處理制度 |
| 帶材 | 1000～1050℃固溶＋750℃，時(shí)效2～4h，空冷或爐冷 |
| 冷應(yīng)變＋650～750℃，時(shí)效2～4h，空冷或爐冷 | |
| 絲材 | 冷應(yīng)變＋500～700℃，時(shí)效2～4h，空冷或爐冷 |
表1-4mm
| 品種和狀態(tài) | 冷軋帶材 | 冷拉絲材 |
| 厚度和直徑（邊長(zhǎng)） | 0.07～2.0 | 0.10～5.0 |
| 寬度 | 50～200 | - |
| 長(zhǎng)度 | - | - |
1.73J3熔煉與鑄造工藝合金采用真空感應(yīng)爐熔煉或真空感應(yīng)爐熔煉加真空自耗爐重熔。
1.83J3應(yīng)用概況與特殊要求該類合金是20世紀(jì)60年代的老牌號(hào)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)與應(yīng)用多年。主要用于制造各種航空用彈性敏感元件及耐硝酸或其他腐蝕介質(zhì)的零件，如膜盒、膜片、波紋管、傳送桿、擋板和其他彈性結(jié)構(gòu)件等。
二、3J3物理及化學(xué)性能
2.13J3熱性能
2.1.13J3線膨脹系數(shù)該組合金在固溶加時(shí)效狀態(tài)下，其平均線膨脹系數(shù)(20～100℃)=(12.0～14.0)×10-6℃-1。
2.23J3密度冷應(yīng)變加時(shí)效狀態(tài)合金的密度ρ=8.3g/cm3。
2.33J3電性能在固溶＋時(shí)效狀態(tài)下ρ=1.0～1.2μΩ·m。
2.43J3磁性能固溶加時(shí)效狀態(tài)的3J3合金，其磁化率χm=(12.5～205)×10-11。
2.53J3化學(xué)性能該類合金對(duì)硝酸、磷酸、氫氧化鈉、含硫石油、燃料油和潤(rùn)滑油等腐蝕介質(zhì)，以及在海洋和熱帶氣候條件下，具有較好的耐腐蝕性。
三、3J3力學(xué)性能
3.13J3技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能
3.1.13J3交貨狀態(tài)合金材的力學(xué)性能見表3-1。
表3-1
| 狀態(tài)和品種 | (δ或d)/mm | σb/MPa | δ/% |
| 固溶態(tài)帶材 冷拉絲材 | 0.20～0.50 0.20～3.0 | ≤1080 ≥1275 | ≥20 - |
3.1.23J3交貨狀態(tài)合金材經(jīng)時(shí)效處理后的力學(xué)性能見表3-2。
表3-2
| 狀態(tài)和品種 | (δ或d)/mm | σb/MPa | σP0.2/MPa | δ/% |
| 冷軋＋時(shí)效帶材 固溶＋時(shí)效帶材 冷拉＋時(shí)效帶材 | 0.20～2.50 0.20～1.00 0.50～5.0 | ≥1471 ≥1275 ≥1618 | - - - | ≥3 ≥5 ≥3 |
注：厚度>0.10mm的帶材和d>0.20mm的絲材，其抗拉強(qiáng)度也應(yīng)符合表中要求；規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力σPO.2值適用于厚度大于0.50mm的帶材。
3.23J3室溫及各種溫度下的力學(xué)性能不同狀態(tài)的合金室溫力學(xué)性能見表3-3。
3.33J3持久和蠕變性能
3.43J3疲勞性能
3.53J3彈性性能見表3-4。
表3-3
| 狀態(tài) | 帶材試樣厚度/mm | σb/MPa | δ/% | HV |
| 1000℃,保溫15min，水淬 | 0.20 | 824～9 | 2.6～26 | 200～230 |
| 1000℃,保溫5min，水淬＋700℃，時(shí)效4h | 0.20 | 1421～1480 | 6～7 | 440～450 |
| 1030℃,保溫15min，水淬＋50℃，冷應(yīng)變 | 0.80 | 1471 | 3 | - |
| 50%冷應(yīng)變＋750℃，時(shí)效4h | 0.80 | 1780～1835 | 4 | >450 |
表3-4
| 狀態(tài) | E/GPa | G/GPa | βE/10-6℃-1 |
| 固溶＋時(shí)效 | 196～216 | 76～79 | －200～250 |
四、3J3組織結(jié)構(gòu)
4.13J3相變溫度合金在900℃以上（980～1150℃）固溶處理后，為單相奧氏體組織，在含鉬的3J3合金中除了奧氏相外，還有少量Fe2Mo拉氏相。固溶或經(jīng)冷應(yīng)變后時(shí)效處理，約在500℃，從奧氏體中開始析出γ′[(Ni,Fe)3(Al,Ti)]沉淀強(qiáng)化相，600℃以上析出迅速，650～750℃析出量達(dá)大值（含鉬的合金溫度偏上限）。在750℃以上析出相開始溶解，900℃以上溶解完畢。
4.23J3時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.33J3合金組織結(jié)構(gòu)使用狀態(tài)的合金基本組織為；奧氏體基體加γ′[(Ni,Fe)3(Al,Ti)]型強(qiáng)化相，并含有少量的碳化物和Fe2Mo拉氏相（含Mo合金）。
五、3J3工藝性能與要求
5.13J3成形性能合金的熱應(yīng)變溫度，3J3為1000～1150℃，進(jìn)行鍛、軋等熱加工，其加工性能良好。
固溶處理后，合金塑性良好，可冷應(yīng)變加工制成薄帶和細(xì)絲，或用沖壓、擠壓等方法制成形狀復(fù)雜的彈性元件。
5.23J3焊接性能合金在固溶狀態(tài)下比在時(shí)效狀態(tài)下有更好的焊接性能，可進(jìn)行點(diǎn)焊、縫焊、氬弧焊、電子束焊，以及銅、銀基硬釬焊。在時(shí)效處理后，點(diǎn)焊、縫焊性能較差。在合金表面鍍鎳后可進(jìn)行低溫錫、鉛軟釬焊。
合金在固溶狀態(tài)下焊接，焊后時(shí)效處理。在時(shí)效后焊接，應(yīng)注意不要使零件溫度超過時(shí)效溫度，以免降低合金性能。
5.33J3零件熱處理工藝為防止合金表面氧化，成品熱處理宜在真空或保護(hù)氣氛條件下進(jìn)行。
固溶處理：固溶溫度對(duì)合金的加工性能和時(shí)效處理后的性能影響較大。溫度低于900℃固溶
時(shí)，合金為兩相組織；超過1100℃后，將引起晶粒長(zhǎng)大，而且不均勻。含鉬的合金熱穩(wěn)定性較高，可適當(dāng)提高固溶溫度。固溶溫度根據(jù)合金成分、品種和不同性能要求等因素合理選擇（見1.5），一般在保證完全固溶條件下，應(yīng)盡量選擇較低的溫度。
經(jīng)不同溫度固溶處理的3J1合金，其強(qiáng)度與時(shí)效溫度的關(guān)系見圖5-1，從圖可見，隨固溶溫度的升高，時(shí)效后的強(qiáng)度下降。
時(shí)效處理：合金經(jīng)時(shí)效處理后獲得高的力學(xué)性能和彈性性能。應(yīng)根據(jù)時(shí)效前的合金品種、狀態(tài)和使用性能等因素合理選擇時(shí)效處理制度（見1.5）。
固溶處理后的時(shí)效，隨時(shí)效溫度的提高強(qiáng)化效果增強(qiáng)。含鉬的合金在達(dá)到時(shí)效強(qiáng)化的峰值，溫度繼續(xù)升高，強(qiáng)化效果很快降低。見圖5-2。
經(jīng)應(yīng)變形后的合金時(shí)效，亦稱硬時(shí)效。因冷應(yīng)變促進(jìn)時(shí)效析出過程，提高時(shí)效強(qiáng)化效果。冷應(yīng)變使合金的時(shí)效強(qiáng)化峰值溫度向低溫方向移動(dòng)。冷應(yīng)變率越大，時(shí)效溫度也越偏低。較合適的冷應(yīng)變率一般為50%～70%。合金經(jīng)一定的冷應(yīng)變加工，并在稍低的溫度下時(shí)效，對(duì)減少?gòu)椥詼蠛秃髸r(shí)效有利。
5.43J3表面處理工藝合金熱處理后的氧化皮，可采用堿浸-酸洗聯(lián)合操作方法清除。液溫度不宜超過500℃。酸液采用“三酸”水溶液，在50～80℃溫度下進(jìn)行。
酸洗后可用稀硝酸水溶液短時(shí)間漂白，后用石灰水中和零件表面的殘酸。
5.53J3切削加工與磨削性能固溶狀態(tài)的合金硬度較低，易于切削等各種機(jī)加工。冷應(yīng)變狀態(tài)和時(shí)效狀態(tài)的合金也能進(jìn)行機(jī)加工，但較難。零件一般在固溶狀態(tài)加工成毛坯，時(shí)效處理后再精加工到要求尺寸。合金的磨削性能良好。
3J21彈性合金
彈性元件用合金3J21（YB/T5253-1993）
(1)牌號(hào)和化學(xué)成分見表1。
表1彈性元件用合金3J21的牌號(hào)和化學(xué)成分
| 合金 牌號(hào) | 化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%) | |||||||||
| C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr | Co | Mo | Fe | |
| ≤ | ||||||||||
| 3J21 | 0.07～O.12 | 1.70～2.30 | 0.60 | O.010 | 0.010 | 14.0～21.0 | 19.O～21.C | 39.0～41.C | 6.50～7.50 | 余量 |
注：尺寸和外形應(yīng)符合GB/T15006《彈性合金》的有關(guān)規(guī)定。
(2)力學(xué)性能見表2。
表2交貨狀態(tài)合金材的力學(xué)性能
| 產(chǎn)品形狀 | 交貨狀態(tài) | 厚度或直徑 /mm | 性能組別 | 力學(xué)性能 | |
| 抗拉強(qiáng)度ób/MPa | 伸長(zhǎng)率δ(%) | ||||
| ≥ | |||||
| 帶 | 冷軋 | 0.20～2.50 | A | 1175～1470 | 5 |
| B | 1470～1765 | 3 | |||
| 絲 | 冷拉 | 0.20～5.00 | A | 1275～1570 |
|
| B | 1570～1865 |
| |||
(3)物理性能見表3。
表3冷加工加時(shí)效狀態(tài)3J21合金材的物理性能
| 項(xiàng)目 | 指標(biāo) |
| 彈性模量E/MPa | 196000～215500 |
| 切變模量G/MPa | 73500～83500 |
| 密度/(g/cm3) | 8.4 |
| 平均線脹系數(shù)?0～lOO°C/(10-6/K) | 14 |
| 電阻率/(μΩ·m) | 0.92 |
| 磁化率K/106 | 50～1000 |
注：磁化率K值是電磁單位制下的數(shù)值。
用途適用于制作彈性元件用的無磁性、耐腐蝕、高彈性合金。
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