3J1(3J01)彈性合金

3J1(3J01)彈性合金

一、3J1概述

3J01合金是鐵-鎳-鉻系奧氏體沉澱強化型高彈性合金。固溶處理後具有良好的塑性，硬度低，易加工成型。經固溶或冷應變後時效處理，獲得高的力學效能和彈性效能。

3J01

合金具有較高的強度、高的彈性模量，較小的彈性後效和滯後、弱磁性、良好的耐蝕性和熱穩定性等特點，能在較高的溫度、較大的應力或腐蝕性介質條件下工作。3J1可在250℃以下工作。該類合金也能在低溫（如近-200℃）下使用。

1。1 3J1材料牌號 3J1（Ni36CrTiAl）。

1。2 3J1相近牌號 ЭИ702，36HXTЮ（俄羅斯）。

1。3 3J1材料的技術標準 3J1合金的技術標準YB/T 5256—1993《彈性元件用合金3J1和3J53技術條件》。

1。4 3J1化學成分 見表1-2。

1。7 3J1熔鍊與鑄造工藝 合金採用真空感應爐熔鍊或真空感應爐熔鍊加真空自耗爐重熔。

1。8 3J1應用概況與特殊要求 該類合金是20世紀60年代的老牌號，國內生產與應用多年。主要用於製造各種航空用彈性敏感元件及耐硝酸或其他腐蝕介質的零件，如膜盒、膜片、波紋管、傳送杆、擋板和其他彈性結構件等。

二、3J1物理及化學效能

2。1 3J1熱效能

2。1。1 3J1線膨脹係數 該組合金在固溶加時效狀態下，其平均線膨脹係數

（20～100℃）=（12。0～14。0）×10-6℃-1。

2。2 3J1密度 冷應變加時效狀態合金的密度ρ=8。0g/cm3。

2。3 3J1電效能 在冷變形＋時效狀態下ρ=1。02μΩ·m。

2。4 3J1磁效能 固溶加時效狀態的3J1合金，其磁化率χm=（12。5～205）×10-11。

2。5 3J1化學效能 該合金對硝酸、磷酸、氫氧化鈉、含硫石油、燃料油和潤滑油等腐蝕介質，以及在海洋和熱帶氣候條件下，具有較好的耐腐蝕性。

三、3J1力學效能

3。1 3J1技術標準規定的效能

3。1。1 3J1交貨狀態合金材的力學效能 見表3-1。

注：厚度>0。10mm的帶材和d>0。20mm的絲材，其抗拉強度也應符合表中要求；規定非比例伸長應力σPO。2值適用於厚度大於0。50mm的帶材。

3。2 3J1室溫及各種溫度下的力學效能 不同狀態的合金室溫力學效能見表3-3。

3。3 3J1持久和蠕變效能

3。4 3J1疲勞效能

3。5 3J1彈性效能 見表3-4。

四、3J1組織結構

4。1 3J1相變溫度 合金在900℃以上（達920～980℃）固溶處理後，為單相奧氏體組織。固溶或經冷應變後時效處理，約在500℃，從奧氏體中開始析出γ′［（Ni，Fe）3（Al，Ti）］沉澱強化相，600℃以上析出迅速，650～750℃析出量達最大值（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。2 3J1合金組織結構 使用狀態的合金基本組織為；奧氏體基體加γ′［（Ni，Fe）3（Al，Ti）］型強化相，並含有少量的碳化物和Fe2Mo拉氏相（含Mo合金）。

五、3J1工藝效能與要求

5。1 3J1成形效能 合金的熱應變溫度，為350～1140℃，進行鍛、軋等熱加工，其加工效能良好。

固溶處理後，合金塑性良好，可冷應變加工製成薄帶和細絲，或用衝壓、擠壓等方法制成形狀複雜的彈性元件。厚度0。20～1。00mm的3J1合金軟態帶材的杯突值不小於8。5mm。冷拉絲材彎曲、纏繞效能良好。

5。2 3J1焊接效能 合金在固溶狀態下比在時效狀態下有更好的焊接效能，可進行點焊、縫焊、氬弧焊、電子束焊，以及銅、銀基硬釺焊。在時效處理後，點焊、縫焊效能較差。在合金表面鍍鎳後可進行低溫錫、鉛軟釺焊。

合金在固溶狀態下焊接，焊後時效處理。在時效後焊接，應注意不要使零件溫度超過時效溫度，以免降低合金效能。

5。3 3J1零件熱處理工藝 為防止合金表面氧化，成品熱處理宜在真空或保護氣氛條件下進行。

固溶處理：固溶溫度對合金的加工效能和時效處理後的效能影響較大。溫度低於900℃固溶時，合金為兩相組織；超過1100℃後，將引起晶粒長大，而且不均勻。含鉬的合金熱穩定性較高，可適當提高固溶溫度。固溶溫度根據合金成分、品種和不同效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，應儘量選擇較低的溫度。

經不同溫度固溶處理的3J1合金，其強度與時效溫度的關係見圖5-1，從圖可見，隨固溶溫度的升高，時效後的強度下降。

時效處理：合金經時效處理後獲得高的力學效能和彈性效能。應根據時效前的合金品種、狀態和使用效能等因素合理選擇時效處理制度（見1。5）。

固溶處理後的時效，隨時效溫度的提高強化效果增強。3J1在660～700℃達到時效強化的峰值；含鉬的合金在達到時效強化的峰值，溫度繼續升高，強化效果很快降低。

經應變形後的合金時效，亦稱硬時效。因冷應變促進時效析出過程，提高時效強化效果。冷應變使合金的時效強化峰值溫度向低溫方向移動。冷應變率越大，時效溫度也越偏低。較合適的冷應變率一般為50%～70%。合金經一定的冷應變加工，並在稍低的溫度下時效，對減少彈性滯後和後時效有利。

5。4 3J1表面處理工藝 合金熱處理後的氧化皮，可採用鹼浸-酸洗聯合操作方法清除。液溫度不宜超過500℃。酸液採用“三酸”水溶液，在50～80℃溫度下進行。

酸洗後可用稀硝酸水溶液短時間漂白，最後用石灰水中和零件表面的殘酸。

5。5 3J1切削加工與磨削效能 固溶狀態的合金硬度較低，易於切削等各種機加工。冷應變狀態和時效狀態的合金也能進行機加工，但較難。零件一般在固溶狀態加工成毛坯，時效處理後再精加工到要求尺寸。合金的磨削效能良好。