3J3精密合金概述:
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。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450℃。该类合金也能在低温(如近-200℃)下使用。
3J3精密合金物理及化学性能:
1、3J3合金热性能:3J3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℃)=(~)×10-6℃-1[1,3,4]。
2、3J3合金密度:冷应变加时效状态合金的密度ρ=/cm3[1,4]。
3、3J3合金电性能:在固溶+时效状态下ρ=~μΩ•m[3]。
4、3J3合金磁性能:固溶加时效状态的3J3合金,其磁化率χm=(~205)×10-11[4,5]。
5、3J3合金化学性能: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[4,5]。
3J3精密合金组织结构:
1、3J3合金相变温度:合金在900℃以上(980~1150℃)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Fe2Mo拉氏相。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、3J3合金时间-温度-组织转变曲线:
3、3J3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)。
3J3精密合金工艺性能与要求:
1、3J3合金成形性能:合金的热应变温度,3J3为1000~1150℃,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。
2、3J3合金焊接性能: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。
3、3J3合金零件热处理工艺: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),一般在保证固溶条件下,应尽量选择较低的温度。经不同温度固溶处理的3J3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(见)。
固溶处理后的时效,随时效温度的提高强化效果增强。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[6]。
4、3J3合金表面处理工艺:合金热处理后的氧化皮,可采用碱浸-酸洗联合操作方法清除。液温度不宜超过500℃。酸液采用“三酸"水溶液,在50~80℃温度下进行。
酸洗后可用稀硝酸水溶液短时间漂白,最后用石灰水中和零件表面的残酸。
5、3J3合金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。
3J3精密合金品种规格与供应状态:
1、品种分类:上海宝屿特种合金可生产各种规格的3J3无缝管、3J3钢板、3J3圆钢、3J3锻件、3J3法兰、3J3圆环、3J3焊管、3J3钢带、3J3丝材及3J3配套焊材。
2、交货状态:无缝管:固溶+酸白,长度可定尺;板材:固溶、酸洗、切边;焊管:固溶酸白+RT%探伤,锻件:退火+车光;棒材以锻轧状态、表面磨光或车光;带材经冷轧、固溶软态、去氧化皮交货;丝材以固溶酸洗盘状或直条状、固溶直条细磨光状态交货。
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