3J2高弹性合金

一、3J2概述

3J2合金是铁-镍-铬系奥氏体沉淀强化型高弹性合金。固溶处理后具有良好的塑性，硬度低，易加工成型。经固溶或冷应变后时效处理，获得高的力学性能和弹性性能。该类合金具有较高的强度、高的弹性模量，较小的弹性后效和滞后、弱磁性、良好的耐蚀性和热稳定性等特点，能在较高的温度、较大的应力或腐蚀性介质条件下工作。3J2是在3J1合金的基础上，加入5%和8%钼的合金，具有更高的耐热性，使用温度分别可提高到350℃和450℃.该类合金也能在低温（如近-200℃）下使用。

1.1 3J2材料牌号 3J2(Ni36CrTiAlMo5)。

1.2 3J2相近牌号 ЭИ51,36HXTЮM5(俄罗斯)。

1.3 3J2材料的技术标准 3J2合金按企业标准或临时技术协议供货。

1.4 3J2化学成分 见表1-2。

1.7 3J2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加真空自耗炉重熔。

1.8 3J2应用概况与特殊要求 该类合金是20世纪60年代的老牌号，国内生产与应用多年。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、挡板和其他弹性结构件等。

二、3J2物理及化学性能

2.1 3J2热性能

2.1.1 3J2线膨胀系数 该组合金在固溶加时效状态下，其平均线膨胀系数(20～100℃)=(12.0～14.0)×

10-6℃-1[1,3,4]。

2.2 3J2密度 冷应变加时效状态合金的密度ρ=8.0g/cm3[1,4]。

2.3 3J2电性能 在固溶＋时效状态下ρ=1.0～1.1μΩ·m[3]。

2.4 3J2磁性能 固溶加时效状态的3J2合金，其磁化率χm=(12.5～205)×10-11[4,5]。

2.5 3J2化学性能 该类合金对硝酸、磷酸、氢氧化钠、含硫石油、燃料油和润滑油等腐蚀介质，以及在海洋和热带气候条件下，具有较好的耐腐蚀性。

三、3J2力学性能

3.1 3J2技术标准规定的性能

3.1.1 3J2交货状态合金材的力学性能 见表3-1。

分类及应用 播报编辑

它一般分为高弹性合金和恒弹性合金，前者要求具有高的弹性极限、低 的滞弹性效应，耐热性好，可在较高的温度下工作；后者要求在一定的温度范围内弹性模量几乎不随温度变化。根据对物理、化学性能的要求，弹性合金分为高温高弹性合金、高温恒弹性合金、耐蚀高弹性合金、耐蚀恒弹性合金、高导电高弹性合金、磁-弹合金、非铁磁性弹性合金、无磁或弱磁恒弹性合金等。

此外，铜基弹性合金应用也很普遍，这类合金的特点是无磁和导电良好。锡磷青铜主要用于导电性能良好的弹簧接触片或其他弹簧、精密仪表中的耐磨和抗磁弹性元件等。铍青铜用于制造重要的弹簧和弹性元件，由于其弹性模量低，而弹性极限又相对的高，故在制作膜片、膜盒、波纹管及微型开关方面，得到广泛应用。弹性合金一般都在真空中冶炼，半成品或成品元件亦多在真空或保护气氛中进行热处理。 [1]

高弹性合金

高弹性合金应具有的基本特性为：高的 弹性极限、高的强度、低的滞弹性效应；根据使用条 件的不同，还应具有相应的耐蚀、耐温、耐疲劳、无 磁、高导电等性能。高弹性合金按其组成可分为：Fe 基高弹性合金（如Ni36CrTiAl，Ni36CrTiAlMo5， Ni36CrTiAlMo8等）； Co基高弹性合金（如 Co40NiCrMo，Co40NiCrMoW，Co40TiAl，Elgiloy，Nivaflex等）；Cu基高弹性合金（如铍铜、铜钛、磷青铜、 德银等）；Ni基高弹性合金（如NiBe2，ЗП578，Inconel 718，Rene 95等）；Nb基高弹性合金（如55NbTi-Al Nb25-Ti，Nb-10Ti-5Mo等）。这类合金经弥散 强化或经形变强化而获得高弹性性能。此外，马氏 体时效不锈钢是近来很受重视的高弹性材料。高弹 性合金主要用于膜盒、膜片、扭杆等弹性敏感元件， 发条，弹簧等储能元件以及仪表轴承和轴等。

恒弹性合金

恒弹性合金是在一定温度范围内其弹性模量几乎不随温度变化的合金。恒弹性合金按化学成分可分为：NiFe系（如Ni42CrTiAl，Ni43CrTiAl，Ni42CrTiAlMoCu 等合金）；Co-Fe系（如Co-elinvar以及在此基础上，调 整成分的V-、Mo-、W-、Mn-elinvar和Elcolloy等），以 上两类系铁磁性恒弹性合金；Nb基恒弹性合金（包 括Nb-Zr系和Nb-Ti系）；Pd基恒弹性合金（包括 Pd-Au、Pd-Rh和Pd-Mn等系列），以上两类系顺磁性 恒弹性合金；Fe-Mn系（含Mn约30%，并添加适量 的Co、Ni、Cr、W、V、C等元素，余Fe），Mn基恒弹性 合金（包括Mn-Ni、Mn-Cu、Mn-Ge等系列），Cr基恒 弹性合金（包括Cr-Fe-Mn和Cr-Co系），以上三类系 反铁磁性恒弹性合金。传统的恒弹性合金都是晶态 的，自1970年以来，随着非晶态金属材料的发展， 发现一系列非晶态合金具有恒弹性特性，引起了人 们的注意。恒弹性合金主要用于游丝、悬丝、膜 盒、机械滤波器、标准频率元件、延迟线等。

此外，铜基弹性合金应用也很普遍，这类合金的特点是无磁和导电良好。锡磷青铜主要用于导电性能良好的弹簧接触片或其他弹簧、精密仪表中的耐磨和抗磁弹性元件等。铍青铜用于制造重要的弹簧和弹性元件，由于其弹性模量低，而弹性极限又相对的高，故在制作膜片、膜盒、波纹管及微型开关方面，得到广泛应用。弹性合金一般都在真空中冶炼，半成品或成品元件亦多在真空或保护气氛中进行热处理。