3J1精密合金概述:

3J1精密合金是铁-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。

3J1合金可在250℃以下工作。

该类合金也能在低温(如近-200℃)下使用。

3J1精密合金物理及化学性能:    
1、3J1合金热性能:3J1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(12.0~14.0)×10-6℃-1[1,3,4]。
2、3J1合金密度:冷应变加时效状态合金的密度ρ=8.0g/cm3[1,4]。
3、3J1合金电性能:在冷变形+时效状态下ρ=1.02μΩ?m[3]。

4、3J1合金磁性能:固溶加时效状态的3J1合金,其磁化率χm=(12.5~205)×10-11[4,5]。
5、3J1合金化学性能:该合金对硝酸、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[4,5]。

3J1组织结构:
1、3J1相变温度:合金在900℃以上(达920~980℃)固溶处理后,为单相奥氏体组织。固溶或经冷应变后时效处理,约在500℃,从奥氏体中开始析出γ′[(Ni,Fe)3(Al,Ti)]沉淀强化相,600℃以上析出迅速,650~750℃析出量达 大值(含钼的合金温度偏上限)。在750℃以上析出相开始溶解,900℃以上溶解完毕。           
2、3J1时间-温度-组织转变曲线: 
3、3J1合金组织结构:使用状态的合金基本组织为;奥氏体基体加γ′[(Ni,Fe)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)。

3J1工艺性能与要求:
 3J1成形性能:合金的热应变温度,为350~1140℃,电议 13694912--372进行锻、轧等热加工,其加工性能良好。
固溶处理后,合金塑性良好,可冷应变加工制成薄带和细丝,或用冲压、挤压等方法制成形状复杂的弹性元件。厚度0.20~1.00mm的3J1合金软态带材的杯突值不小于8.5mm。冷拉丝材弯曲、缠绕性能良好。
 

3J1焊接性能:合金在固溶状态下比在时效状态下有更好的焊接性能,可进行点焊、缝焊、氩弧焊、电子束焊,以及铜、银基硬钎焊。在时效处理后,点焊、缝焊性能较差。在合金表面镀镍后可进行低温锡、铅软钎焊。
合金在固溶状态下焊接,焊后时效处理。在时效后焊接,应注意不要使零件温度超过时效温度,以免降低合金性能。
 3J1零件热处理工艺:为防止合金表面氧化,成品热处理宜在真空或保护气氛条件下进行。
固溶处理:固溶温度对合金的加工性能和时效处理后的性能影响较大。温度低于900℃固溶时,合金为两相组织;超过1100℃后,将引起晶粒长大,而且不均匀。含钼的合金热稳定性较高,可适当提高固溶温度。固溶温度根据合金成分、品种和不同性能要求等因素合理选择(见1.5),一般在保证完全固溶条件下,应尽量选择较低的温度。经不同温度固溶处理的3J1合金,其强度与时效温度的关系见图5-1,从图可见,随固溶温度的升高,时效后的强度下降。
时效处理:合金经时效处理后获得高的力学性能和弹性性能。应根据时效前的合金品种、状态和使用性能等因素合理选择时效处理制度。
固溶处理后的时效,随时效温度的提高强化效果增强。3J1在660~700℃达到时效强化的峰值;含钼的合金在达到时效强化的峰值,温度继续升高,强化效果很快降低。见图5-2。
经应变形后的合金时效,亦称硬时效。因冷应变促进时效析出过程,提高时效强化效果。冷应变使合金的时效强化峰值温度向低温方向移动。冷应变率越大,时效温度也越偏低。较合适的冷应变率一般为50%~70%。合金经一定的冷应变加工,并在稍低的温度下时效,对减少弹性滞后和后时效有利。

酸洗后可用稀硝酸水溶液短时间漂白, 后用石灰水中和零件表面的残酸。
 

3J1切削加工与磨削性能:固溶状态的合金硬度较低,易于切削等各种机加工。冷应变状态和时效状态的合金也能进行机加工,但较难。零件一般在固溶状态加工成毛坯,时效处理后再精加工到要求尺寸。合金的磨削性能良好。

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