精密合金3J1：弹性、耐蚀、高温下的卓越表现

作者：admin 发布时间：2024-09-13 10:31点击：

精密合金3J1、3J2、3J3概述
1. 概述
3J1、3J2、3J3合金属于铁-镍-铬系奥氏体沉淀强化型高弹性合金。经过固溶处理后，这些合金展现出优异的塑性、低硬度以及良好的加工成形性。通过固溶处理或冷应变后时效处理，合金能够获得卓越的力学性能和弹性性能。
该类合金具备高强度、高弹性模量、低弹性后效和滞后、弱磁性、出色的耐蚀性和热稳定性等特点，因此能够在高温、高应力或腐蚀性介质等极端条件下稳定工作。具体而言，3J1合金适用于250°C以下的环境；而3J2和3J3合金则是在3J1的基础上分别添加了5%和8%的钼，从而提高了耐热性，使用温度上限分别提升至350°C和450°C。此外，这些合金在低温环境下（如接近-200°C）同样表现出色。
1.1 材料牌号
· 3J1 (Ni36CrTiAl)
· 3J2 (Ni36CrTiAIMo5)
· 3J3 (Ni36CrTiAlMo8)
1.2 相近牌号

牌号	相近牌号（俄罗斯）
3J1	911702, 36HXTHO
3J2	36HXTOM5
3J3	3611XTHOM8

1.3 材料的技术标准
3J1合金遵循YB/T 5256—1993《弹性元件用合金3J1和3J53技术条件》标准；3J2和3J3合金则按企业标准或临时技术协议进行供货。
1.4 化学成分
详细化学成分见表：

精密合金3J1、3J2、3J3化学成分
牌号	C	Mn	Si	P	S	Ni	Cr	Mo	Ti	Al	Fe
3J1	≤0.05	≤1.00	≤0.8	≤0.02	≤0.02	34.5~36.5	11.5~13.0	-	2.7-3.2	1.0-1.8	余量
3J2	≤0.05	0.8-1.2	≤0.5	≤0.01	-	35.0~37.0	12.5~13.5	4.-6.0	2.7-3.2	1.0-1.3	余量
3J3	≤0.05	0.8-1.2	≤0.5	≤0.01	-	35.0~37.0	12.0~13.0	7.5-8.5	2.7-3.2	1.0-1.3	余量

1.6 品种规格与供应状态
合金的品种规格及供应状态详见表

牌号	品种或要求	热处理制度
3J1	带材	920～950°C固溶+650～750°C时效2~4h, 空冷或炉冷
	带材	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°C时效≥4h, 空冷或炉冷
3J2	带材	970~1000℃固溶+700-750℃，时效2-4H,空冷或炉冷
	带材	冷应变+650~750，时效2-4H,空冷或炉冷
	丝材	冷应变+630~750，时效2-4H,空冷或炉冷
3J3	带材	1000~1050℃固溶+750℃，时效2-4H,空冷或炉冷
	带材	冷应变+650~750℃,时效2-4h, 空冷或炉冷
	丝材	冷应变+600~700℃时效2-4h, 空冷或炉冷

1.7 熔炼与铸造工艺
合金采用真空感应炉熔炼，或真空感应炉熔炼后加真空自耗炉重熔，以确保材料的高纯度和组织均匀性。
1.8 应用概况与特殊要求
作为20世纪60年代的老牌合金，3J系列在国内已有多年的生产与应用历史。它们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、挡板等弹性结构件。
2. 物理及化学性能
2.1 热性能
· 线膨胀系数：在固溶加时效状态下，合金的平均线膨胀系数a(20～100°C)约为(12.0~14.0)×10-6°C-1。
2.2 密度
冷应变加时效状态下合金的密度数据应参考具体实验数据或标准，此处未给出具体表格（表2-1）。
3. 组织结构
3.1 相变温度
合金在900°C以上进行固溶处理，可形成单相奥氏体组织。对于含钼的3J2和3J3合金，还可能存在少量Fe₂Mo拉氏相。时效处理过程中，约500°C开始析出Y'[(Ni,Fe)₂(Al,Ti)]沉淀强化相，600°C以上析出迅速，650～750°C析出量达最大值。
3.2 时间-温度-组织转变曲线
需进一步详细阐述或绘制相关曲线图以说明合金在不同温度下的组织转变过程。
3.3 合金组织结构
使用状态下的合金主要由奥氏体基体和Y'[(Ni,Fe)₂(Al,Ti)]型强化相组成，含钼合金中还可能含有少量碳化物和Fe₂Mo拉氏相。

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