3J21弹性合金

作者：admin 发布时间：2022-05-13 11:01点击：

3J213J22、3J23、3YC11、3YC15、3J40高硬度高强度无磁耐腐蚀高弹性合金概述

3J21、3J22、3J23、3YC11、3YC15属于形变强化型钴基合金;3J40属于沉淀强化型镍基合金。在固溶状态下均具有良好的朔性，易加工，经大应变率冷加工和时效处理后，获得高的力学性能和弹性性能。
3J40合金固溶后时效也可获得强化;而另外几种合金，固溶处理后，不能通过时效处理得到强化，只能经大应变率加工后，时效处理才能产生强化效果。
3J21是Co-Cr-Ni-Mo 系高弹性合金。3J22 添加了钨，为进一步提高合金的强度和硬度，具有更小的弹性滞后和后效。3J23合金含有微量的稀土铈，其目的是为了改善合金的热加工性和冶金质量。3YC11 合金是无铁含钛、铝的Co-Ni-Cr-W系合金，具有高的冷应变能力和加工时效强化效果，合金的韧性、弹性、硬度等综合性能较好。3YC15是无铁、钼，而有较高钨含量，并适量添加铝的Co-Cr-W-Ni系合金，其硬度更高。3J40是Ni-Cr-Al系合金，铬含量达 40%，耐腐蚀极好。
该组合金均具有高的硬度、强度、弹性极限、储能比、疲劳强度，小的弹性滞后和后效，无磁性，耐磨性好，抗震耐冲击，优良的耐腐蚀性等特点。钴基合金的工作温度可达 400 C，也可以在低温条件下工作。
材料牌号 3J21（Co40CrNiMo），3J22（Co40CrNiMoW），3J23（Co40CrNiMoWCe），3YC11 (Co40NiCrMoTiAl),3YC15(Co44CrWNiAl).3J40(NiCr40Al)。

弹性元件用合金3J21化学成分（质量分数）%
元素	C	Mn	Si	P	S
			≤
含量	0.07～O.12	1.70～2.30	0.6	O.010	0.01
元素	Ni	Cr	Co	Mo	Fe

含量	14.0～21.0	19.O～21.C	39.0～41.C	6.50～7.50	余量

熔炼与铸造工艺合金熔炼质量对性能极为重要。宜采用真空感应炉加真空自耗重熔或采用两次真空感应炉熔炼。
应用概况与特殊要求3J21、3J22合金是 20世纪60年代中期的老材料，已生产和应用多年。3J23是 3J22的改进型材料，性能基本相同。3YCl1、3YC15、3J40是 80年代研制的新材料，经试验与应用证明，合金性能优良，能满足使用要求。
该组合金主要用于要求耐磨、耐腐蚀、抗震、无磁、高强度的航空用弹性元件，如轴尖、张丝、游丝、发条、弹簧和膜片;也用于制作要求有高耐蚀性、无磁性的特殊轴承、小轴、滚珠，冲压模具及刃具等。

工艺性能与要求
成形性能 3J21 等钴基合金热塑性应变温度一般在980～1210℃。3J40 合金热塑性应变温度为 900～1140C。该组合金经固溶处理后，均具有良好的塑性，可承受 90%左右应变率的冷加工。可冷拉，冷轧或冲压制成各种弹性元件。
该组合金加工硬化效果强烈，随冷应变率的增加，脆性增大。用于弹性元件的 3J21等钴基合金丝材可弯曲和缠绕。用于轴尖的丝材，校直性能良好。先在制做轴尖时，应校直，在时效处理后下料。
焊接性能该组合金焊接性能良好，适于氩弧焊和钎焊。
零件热处理工艺 合金最终热处理宜在真空或保护气体下进行。
固溶处理∶3J21等钴基合金因属形变强化型合金，成品零件，不论是轴尖还是其他弹性元件，均是用冷加工应变强化后的丝材或带材制造的，不能再进行固溶处理。固溶处理仅在冶金生产中，为获得均匀的单相奥氏体组织，使合金具有良好的塑性，便于进行冷加工应变而进行的。固溶处理制度应根据合金的使用和性能要求合理选择，使合金充分固溶，并避免晶粒长大。晶粒度一般控制在5级左右（按ASTME211评级）。

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