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彈性合金3J3 一、概述
 
3J3合金是鐵-鎳-鉻系奧氏體沉淀強化型高彈性合金。固溶處理后具有良好的塑性，硬度低，易加工成型。經固溶或冷應變后時效處理，獲得高的力學性能和彈性性能。 該類合金具有較高的強度、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定性等特點，能在較高的溫度、較大的應力或腐蝕性介質條件下工作。3J3是在3J1合金的基礎上，加入8%鉬的合金，具有更高的耐熱性，使用溫度可提高到450℃。該類合金也能在低溫（如近-200℃）下使用。
 
1.1 3J3材料型號 3J3(Ni36CrTiAlMo8)。
 
1.2 3J3相近型號 ЭИ53,36HXTЮM8(俄羅斯)。
 
1.3 3J3材料的技術標準 3J3合金按企業標準或臨時技術協議供貨。
 
1.4 3J3化學成分  見表1-2。
 

 
1.5 3J3熱處理制度 見表1-3。
 
1.6 3J3品種規格與供應狀態 見表1-4。
 

 
1.7 3J3熔煉與鑄造工藝 合金采用真空感應爐熔煉或真空感應爐熔煉加真空自耗爐重熔。
 
1.8 3J3應用概況與特殊要求 該類合金是20世紀60年代的老型號，國內生產與應用多年。主要用于制造各種航空用彈性敏感元件及耐或其他腐蝕介質的零件，如膜盒、膜片、波紋管、傳送桿、擋板和其他彈性結構件等。
 
 
二、3J3物理及化學性能
 
2.1 3J3熱性能                                       
 
2.1.1 3J3線膨脹系數 該組合金在固溶加時效狀態下，其平均線膨脹系數(20～100℃)=(12.0～14.0)×10-6℃-1[1,3,4]。
 
2.2 3J3密度 冷應變加時效狀態合金的密度ρ=8.3g/cm3[1,4]。
 
2.3 3J3電性能 在固溶＋時效狀態下ρ=1.0～1.2μΩ·m[3]。
 
2.4 3J3磁性能 固溶加時效狀態的3J3合金，其磁化率χm=(12.5～205)×10-11[4,5]。
 
2.5 3J3化學性能 該類合金對和潤滑油等腐蝕介質，以及在海洋和熱帶氣候條件下，具有較好的耐腐蝕性[4，5]。
 
 
三、3J3力學性能
 
3.1 3J3技術標準規定的性能
 
3.1.1 3J3交貨狀態合金材的力學性能 見表3-1。
 

 
3.1.2 3J3交貨狀態合金材經時效處理后的力學性能 見表3-2。
 

 
3.2 3J3室溫及各種溫度下的力學性能 不同狀態的合金室溫力學性能見表3-3。
 
3.3 3J3持久和蠕能
 
3.4 3J3疲勞性能
 
3.5 3J3彈性性能 見表3-4。
 

 
 
四、3J3組織結構
 
4.1 3J3相變溫度 合金在900℃以上（980～1150℃）固溶處理后，為單相奧氏體組織，在含鉬的3J3合金中除了奧氏相外，還有少量Fe2Mo拉氏相。固溶或經冷應變后時效處理，約在500℃，從奧氏體中開始析出γ′[(Ni,Fe)3(Al,Ti)]沉淀強化相，600℃以上析出迅速，650～750℃析出量達大值（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。          
 
4.2 3J3時間-溫度-組織轉變曲線
 
4.3 3J3合金組織結構 使用狀態的合金基本組織為；奧氏體基體加γ′[(Ni,Fe)3(Al,Ti)]型強化相，并含有少量的碳化物和Fe2Mo拉氏相（含Mo合金）。
 
 
五、3J3工藝性能與要求
 
5.1 3J3成形性能 合金的熱應變溫度，3J3為1000～1150℃，進行鍛、軋等熱加工，其加工性能良好。
 
固溶處理后，合金塑性良好，可冷應變加工制成薄帶和細絲，或用沖壓、擠壓等方法制成形狀復雜的彈性元件。
 
5.2 3J3焊接性能 合金在固溶狀態下比在時效狀態下有更好的焊接性能，可進行點焊、縫焊、氬弧焊、電子束焊，以及銅、銀基硬釬焊。在時效處理后，點焊、縫焊性能較差。在合金表面鍍鎳后可進行低溫錫、鉛軟釬焊。
 
合金在固溶狀態下焊接，焊后時效處理。在時效后焊接，應注意不要使零件溫度超過時效溫度，以免降低合金性能。
 
5.3 3J3零件熱處理工藝 為防止合金表面氧化，成品熱處理宜在真空或保護氣氛條件下進行。
 
    固溶處理：固溶溫度對合金的加工性能和時效處理后的性能影響較大。溫度低于900℃固溶
 
時，合金為兩相組織；超過1100℃后，將引起晶粒長大，而且不均勻。含鉬的合金熱穩定性較高，可適當提高固溶溫度。固溶溫度根據合金成分、品種和不同性能要求等因素合理選擇（見1.5），一般在保證完全固溶條件下，應盡量選擇較低的溫度。
 
經不同溫度固溶處理的3J1合金，其強度與時效溫度的關系見圖5-1，從圖可見，隨固溶溫度的升高，時效后的強度下降。
 
時效處理：合金經時效處理后獲得高的力學性能和彈性性能。應根據時效前的合金品種、狀態和使用性能等因素合理選擇時效處理制度（見1.5）。
 
固溶處理后的時效，隨時效溫度的提高強化效果增強。含鉬的合金在達到時效強化的峰值，溫度繼續升高，強化效果很快降低。見圖5-2。
 
經應變形后的合金時效，亦稱硬時效。因冷應變促進時效析出過程，提高時效強化效果。冷應變使合金的時效強化峰值溫度向低溫方向移動。冷應變率越大，時效溫度也越偏低。較合適的冷應變率一般為50%～70%。合金經一定的冷應變加工，并在稍低的溫度下時效，對減少彈性滯后和后時效有利[6]。
 
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