一、3J1精密合金概述:
3J1精密合金是鐵-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合金可在250℃以下工作。該類合金也能在低溫(如近-200℃)下使用。
產(chǎn)品特點(diǎn):高彈性、耐腐蝕、弱磁性或無磁性。
產(chǎn)品用途:制造儀器儀表,無線電彈性敏感元件膜盒,膜片,波紋管,彈簧,傳感器及減振器等彈性元件。
材料牌號(hào) 3j1(Ni36CrTiAl)
相近牌號(hào) ЭИ702,36HXTЮ (俄羅斯)
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) YB/T5256-1993 YB/T 5253-93
上海勃西曼
二、3J1精密合金物理及化學(xué)性能:
1、3J1合金熱性能:3J1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)(12.0~14.0)×10-6℃-1。
2、3J1合金密度:冷應(yīng)變加時(shí)效狀態(tài)合金的密度ρ=8.0g/cm3。
3、3J1合金電性能:在冷變形+時(shí)效狀態(tài)下ρ=1.02μΩ?m。
4、3J1合金磁性能:固溶加時(shí)效狀態(tài)的3J1合金,其磁化率χm=(12.5~205)×10-11。
5、3J1合金化學(xué)性能:該合金對(duì)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組織結(jié)構(gòu):
1、3J1相變溫度:合金在900℃以上(達(dá)920~980℃)固溶處理后,為單相奧氏體組織。固溶或經(jīng)冷應(yīng)變后時(shí)效處理,約在500℃,從奧氏體中開始析出γ′[(Ni,Fe)3(Al,Ti)]沉淀強(qiáng)化相,600℃以上析出迅速,650~750℃析出量達(dá)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。
2、3J1時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線:
3、3J1合金組織結(jié)構(gòu):使用狀態(tài)的合金基本組織為;奧氏體基體加γ′[(Ni,Fe)3(Al,Ti)]型強(qiáng)化相,并含有少量的碳化物和Fe2Mo拉氏相(含Mo合金)。
四、3J1工藝性能與要求:
1、3J1成形性能:合金的熱應(yīng)變溫度,為350~1140℃,進(jìn)行鍛、軋等熱加工,其加工性能良好。
固溶處理后,合金塑性良好,可冷應(yīng)變加工制成薄帶和細(xì)絲,或用沖壓、擠壓等方法制成形狀復(fù)雜的彈性元件。厚度0.20~1.00mm的3J1合金軟態(tài)帶材的杯突值不小于8.5mm。冷拉絲材彎曲、纏繞性能良好。
2、3J1焊接性能:合金在固溶狀態(tài)下比在時(shí)效狀態(tài)下有更好的焊接性能,可進(jìn)行點(diǎn)焊、縫焊、氬弧焊、電子束焊,以及銅、銀基硬釬焊。在時(shí)效處理后,點(diǎn)焊、縫焊性能較差。在合金表面鍍鎳后可進(jìn)行低溫錫、鉛軟釬焊。
合金在固溶狀態(tài)下焊接,焊后時(shí)效處理。在時(shí)效后焊接,應(yīng)注意不要使零件溫度超過時(shí)效溫度,以免降低合金性能。
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(hù)氣氛條件下進(jìn)行。
固溶處理:固溶溫度對(duì)合金的加工性能和時(shí)效處理后的性能影響較大。溫度低于900℃固溶時(shí),合金為兩相組織;超過1100℃后,將引起晶粒長大,而且不均勻。含鉬的合金熱穩(wěn)定性較高,可適當(dāng)提高固溶溫度。固溶溫度根據(jù)合金成分、品種和不同性能要求等因素合理選擇,一般在保證完全固溶條件下,應(yīng)盡量選擇較低的溫度。隨固溶溫度的升高,時(shí)效后的強(qiáng)度下降。
時(shí)效處理:合金經(jīng)時(shí)效處理后獲得高的力學(xué)性能和彈性性能。應(yīng)根據(jù)時(shí)效前的合金品種、狀態(tài)和使用性能等因素合理選擇時(shí)效處理制度。
固溶處理后的時(shí)效,隨時(shí)效溫度的提高強(qiáng)化效果增強(qiáng)。3J1在660~700℃達(dá)到時(shí)效強(qiáng)化的峰值;含鉬的合金在達(dá)到時(shí)效強(qiáng)化的峰值,溫度繼續(xù)升高,強(qiáng)化效果很快降低。
經(jīng)應(yīng)變形后的合金時(shí)效,亦稱硬時(shí)效。因冷應(yīng)變促進(jìn)時(shí)效析出過程,提高時(shí)效強(qiáng)化效果。冷應(yīng)變使合金的時(shí)效強(qiáng)化峰值溫度向低溫方向移動(dòng)。冷應(yīng)變率越大,時(shí)效溫度也越偏低。較合適的冷應(yīng)變率一般為50%~70%。合金經(jīng)一定的冷應(yīng)變加工,并在稍低的溫度下時(shí)效,對(duì)減少彈性滯后和后時(shí)效有利。
3J01熱處理制度
帶材:920-950℃固溶+650-750℃,時(shí)效2-4h,空爐或爐冷。
冷應(yīng)變+600-700℃,時(shí)效2-4h,空爐或爐冷。
絲材:冷應(yīng)變+500-700℃,時(shí)效2-4h,空爐或爐冷。
棒材:冷應(yīng)變+650-700℃,時(shí)效2-4h,空爐或爐冷。
熱軋(鍛)材:950-980℃固溶+700-750℃,時(shí)效》4h,空爐或爐冷。