【材料论文】3j3沉淀强化型高弹性合金分析与研究-午虎特种合金技术部

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1、【材料论文】3J3沉淀强化型高弹性合金分析与研究-午虎特种合金技术部•3J3一、3J3概述3J3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，获得髙的力学性能和弹性性能。该类合金具有较髙的强度、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。3J3是在3J1合金的基础上，加入8%钼的合金，具有更高的耐热性，使用温度可提高到45(TC。该类合金也能在低温(如近-200°C)下使用。1.13J3材料牌号3J3(Ni36CrTiAlMo8

2、)o1.23J3相近牌号3M53,36HXTIOM8(俄罗斯)。1.33J3材料的技术标准3J3合金按企业标准或临时技术协议供货。1.43J3化学成分见表1-2。表1-2[1]%1.53J3热处理制度见表1-3。1.63J3品种规格与供应状态见表1-4。表1-3[1,2]品种或要求热处理制度带材1000〜1050°C固溶+750°C,时效2〜4h,空冷或炉冷冷应变+65❶〜750°C,时效2〜4h,空冷或炉冷丝材冷应变+500〜700°C,时效2〜4h,空冷或炉冷表l~4[l，2

3、mm品种和状态冷轧带材冷拉丝材厚度和直径(边长)0.07—2.00.10—5.0宽度50〜200■

4、长度■■1.73J3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。1.83J3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、3J3物理及化学性能2.13J3热性能2.1.13J3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i(20〜100°C)=(l2.0〜14.0)x10-6'C-1[1,3,4]o2.23J3密度冷应变加时效状态合金的密度p=8.3g/cm3[l,4

5、o2.33J3电性能在固溶

6、+时效状态下p=1.0〜1.2n£hm[31。2.43J3磁性能固溶加时效状态的3J3合金，其磁化率Zm=（12.5〜205）x!0-ll

7、4,5

8、。2.53J3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

9、4,51。三、3J3力学性能3.13J3技术标准规定的性能3.1.13J3交货状态合金材的力学性能见表3-1。表状态和品种11S或d)/mmab/MPa8/%固溶态带材).20〜0.50<1080>20冷拉丝材).20〜3.0>1275■3.1.23J3交货状态合金材经时效处理后的力学性能见表3-

10、2。表3-2[l，2J状态和品种(6或d)/mmab/MPaaP0.2/MPa8/%冷乳+时效带材0.20—2.50>1471■>3固溶+时效带材0.20〜1.00>1275■>5冷拉+时效带材0.50—5.0>1618■>3注：厚度>0.10mm的带材和d>0.20mm的丝材，其抗拉强度也应符合表中要求；规定非比例伸长应力oPO.2值适用于厚度大于0.50mm的带材。3.23J3室温及各种温度下的力学性能不同状态的合金室温力学性能见表3-3。3.33J3持久和蠕变性能3.43J3疲劳性能3.53J3弹性性能见表3-4。表3-3[11状态带材试样厚度/mmab/MPa8/%HV

11、1000°C，保温15min,水淬0.20824〜92.6〜26200〜2301000°C，保温5min,水淬+700°C,时效4h0.201421〜14806〜7440〜4501030°C，保温15min,水淬+50°C,冷应变0.8014713■50%冷应变+750'C,时效4h0.801780〜18354>450表:M[l]状态E/GFaG/GPaPE/10-6°C-l固溶+时效196〜21676〜79一200〜250四、3J3组织结构4.13J3相变温度合金在900°C以上（980〜1150°C）固溶处理后，为单相奥氏体组织，在含钼的3J3合金中除了奥氏相外，还有少量F

12、e2Mo拉氏相。固溶或经冷应变后时效处理，约在500°C,从奥氏体中开始析出Y'

13、（Ni，Fe）3（Al，Ti）l沉淀强化相，600°C以上析出迅速，650〜750°C析出量达最大值（含钼的合金温度偏上限）。在750°C以上析出相开始溶解，900°C以上溶解完毕。4.23J3时间-温度•组织转变曲线4.33J3合金组织结构使用状态的合金基本组织为；奥氏体基体加Y'

14、（Ni，Fc）3（Al，Ti）］型强化相，并含有少量的碳化物和Fe2Mo拉氏相（含Mo合金）。五、3J3工艺性能与要求5.13J