牌號:3J1精密合金
3J1材料牌號 3J1(Ni36CrTiAl)。
3J1相近牌號 ЭИ702,36HXTЮ(俄羅斯),。
3J1精密合金概述:
3J1精密合金是鐵-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(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,,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。
3J1精密合金的化學(xué)成分:
C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr | Mo | Ti |
≤0.05 | ≤1.00 | ≤0.80 | ≤0.020 | ≤0.020 | 34.5~36.5 | 11.5~13.0 | - | 2.70~3.20 |
C | Mn | Si | P | S | Ni | Cr | Mo | Ti |
熱性能
3J1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[1,3,4],。
3J1密度 冷應(yīng)變加時效狀態(tài)合金的密度ρ=8.0g/cm3[1,4]。
3J1電性能 在冷變形+時效狀態(tài)下ρ=1.02μΩ·m[3],。
3J1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[4,5]。
3J1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[4,,5],。
3J1精密合金的物理性能:
密度 | 8.1 g/cm3 |
熔點 | 1430℃ |
3J1精密合金在常溫下合金的機械性能的最小值:
合金牌號 | 抗拉強度Rm N/mm2 | 屈服強度Rp0.2 N/mm2 | 延伸率A5 % | 布氏硬度 HB |
3J1精密合金 | 490 | 240 | 42 | ≤200 |
3J1精密合金平均線膨脹系數(shù)(10-6℃)
20~100℃ | 20~300℃ | 20~400℃ | 20~450℃ | 20~500℃ | 20~530℃ | 20~600℃ |
—— | ≤1.5 | —— | —— | —— | —— | —— |
3J1組織結(jié)構(gòu)
1. 3J1相變溫度 合金在900℃以上(達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)]型強化相,,并含有少量的碳化物和Fe2Mo拉氏相(含Mo合金),。
3J1工藝性能與要求
3J1成形性能 合金的熱應(yīng)變溫度,為350~1140℃,,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(yīng)變加工制成薄帶和細絲,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。
3J1焊接性能 合金在固溶狀態(tài)下比在時效狀態(tài)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(tài)下焊接,,焊后時效處理,。在時效后焊接,應(yīng)注意不要使零件溫度超過時效溫度,,以免降低合金性能,。
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(wěn)定性較高,,可適當提高固溶溫度。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。
經(jīng)不同溫度固溶處理的3J1合金,,其強度與時效溫度的關(guān)系,,隨固溶溫度的升高,時效后的強度下降,。
時效處理:合金經(jīng)時效處理后獲得高的力學(xué)性能和彈性性能,。應(yīng)根據(jù)時效前的合金品種、狀態(tài)和使用性能等因素合理選擇時效處理制度,。
固溶處理后的時效,,隨時效溫度的提高強化效果增強。3J1在660~700℃達到時效強化的峰值,;含鉬的合金在達到時效強化的峰值,,溫度繼續(xù)升高,強化效果很快降低,。
經(jīng)應(yīng)變形后的合金時效,,亦稱硬時效。因冷應(yīng)變促進時效析出過程,,提高時效強化效果,。冷應(yīng)變使合金的時效強化峰值溫度向低溫方向移動。冷應(yīng)變率越大,,時效溫度也越偏低,。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效,,對減少彈性滯后和后時效有利[6]。
3J1表面處理工藝 合金熱處理后的氧化皮,,可采用堿浸-酸洗聯(lián)合操作方法清除,。液溫度不宜超過500℃。酸液采用“三酸”水溶液,,在50~80℃溫度下進行,。
酸洗后可用稀硝酸水溶液短時間漂白,最后用石灰水中和零件表面的殘酸,。
3J1切削加工與磨削性能 固溶狀態(tài)的合金硬度較低,,易于切削等各種機加工。冷應(yīng)變狀態(tài)和時效狀態(tài)的合金也能進行機加工,,但較難,。零件一般在固溶狀態(tài)加工成毛坯,時效處理后再精加工到要求尺寸,。合金的磨削性能良好,。
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