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(lèi)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(lèi)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(jiàn)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(jiàn)表1-3。

1.63J3品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)見(jiàn)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(lèi)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(lèi)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(jiàn)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(jiàn)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(jiàn)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(jiàn)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