3J1(3J01)彈性合金
一、3J1概述
3J1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。3J1可在250℃以下工作。該類合金也能在低溫（如近-200℃）下使用。
1.13J1材料牌號3J1(Ni36CrTiAl)。
1.23J1相近牌號ЭИ702,36HXTЮ(俄羅斯)。
1.33J1材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3J1合金的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)YB/T5256—1993《彈性元件用合金3J1和3J53技術(shù)條件》。
1.43J1化學(xué)成分見表1-2。
表1-2%
C
Mn
Si
P
S
Ni
Cr
Mo
Ti
Al
Fe
≤0.05
≤1.00
≤0.80
≤0.020
≤0.020
34.5～36.5
11.5～13.0
-
2.70～3.20
1.00～1.80
余量
1.53J1熱處理制度見表1-3。
1.63J1品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)見表1-4。
表1-3
卓伊實(shí)業(yè)產(chǎn)品形式
熱處理制度
帶材
920～950℃固溶＋650～750℃，時效2～4h，空冷或爐冷
冷應(yīng)變＋600～700℃，時效2～4h，空冷或爐冷
絲材
冷應(yīng)變＋500～700℃，時效2～4h，空冷或爐冷
棒材
冷應(yīng)變＋650～750℃，時效2～4h，空冷或爐冷
熱軋（鍛）材
950～980℃固溶＋700～750℃，時效≥4h，空冷或爐冷
表1-4mm
品種和狀態(tài)
冷軋帶材
冷拉絲材
冷拉磨光棒材
熱軋圓球
鍛材
熱軋扁材
厚度和直徑（邊長）
0.05～3.5
0.10～6.0
3.0～30.0
6.0～25.0
>5～100
4.0～13
寬度
50～250
-
-
-
-
-
長度
-
-
-
≤500
≤300
≥300
1.73J1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。
1.83J1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，國內(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、3J1物理及化學(xué)性能
2.13J1熱性能
2.1.13J1線膨脹系數(shù)該組合金在固溶加時效狀態(tài)下，其平均線膨脹系數(shù)
(20～100℃)=(12.0～14.0)×10-6℃-1。2.23J1密度冷應(yīng)變加時效狀態(tài)合金的密度ρ=8.0g/cm3。
2.33J1電性能在冷變形＋時效狀態(tài)下ρ=1.02μΩ·m。
2.43J1磁性能固溶加時效狀態(tài)的3J1合金，其磁化率χm=(12.5～205)×10-11。
2.53J1化學(xué)性能該合金對硝酸、磷酸、氫氧化鈉、含硫石油、燃料油和潤滑油等腐蝕介質(zhì)，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(xué)性能
3.13J1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能
3.1.13J1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
≤981
≥981
≥20
-
3.1.23J1交貨狀態(tài)合金材經(jīng)時效處理后的力學(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＋時效帶材
固溶＋時效帶材
冷拉＋時效帶材
冷拉＋時效帶材
熱鍛（軋）材固溶＋時效
0.20～2.50
0.20～1.00
0.50～5.0
3.0～18.0
6.0～25.0
≥1373
≥1177
≥1471
≥1373
≥1177
≥981
≥735
-
-
-
≥5
≥8
≥5
≥5
≥10
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)定非比例伸長應(yīng)力σPO.2值適用于厚度大于0.50mm的帶材。
3.23J1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。
3.33J1持久和蠕變性能
3.43J1疲勞性能
3.53J1彈性性能見表3-4。