3J1

目  錄

概述--------------------------------------------------------------- 3
----------1.1、材料牌號
----------1.2、相近牌號
----------1.3、材料的技術標準
----------1.4、化學成分
----------1.5、熱處理制度
----------1.6、品種規格與供應狀態
----------1.7、熔煉與鑄造工藝
----------1.8、應用概況與特殊要求
特理及化學性能------------------------------------------------3
----------2.1、熱性能
----------2.2、密度
----------2.3、電性能
----------2.4、磁性能
----------2.5、化學性能
力學性能---------------------------------------------------------3
----------3.1、技術標準規定的性能
----------3.2、室溫下及各種溫度下的力學性能
----------3.3、持久和蠕變性能
----------3.4、疲勞性能
----------3.5、彈性性能
組織機構---------------------------------------------------------4
----------4.1、相應溫度
----------4.2、合金組織機構
----------4.3、時間-溫度-組織轉變曲線
工藝性能與要求------------------------------------------------4
----------5.1、成形性能
----------5.2、焊接性能
----------5.3、零件熱處理工藝
----------5.4、表面處理工藝
----------5.5、切削加工與磨削性能

3J1概述
 3J1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。3J1可在250 ℃以下工作。該類合金也能在低溫（如近-200℃）下使用。
 1.1 3J1材料牌號 3J1(Ni36CrTiAl)。
1.2 3J1相近牌號 ЭИ702,36HXTЮ(俄羅斯)。
1.3 3J1材料的技術標準 3J1合金的技術標準YB/T 5256—1993《彈性元件用合金3J1和3J53技術條件》。
1.4 3J1化學成分  見表1-2。  表1-2[1]   %

1.5 3J1熱處理制度 見表1-3。
1.6 3J1品種規格與供應狀態 見表1-4。
表1-3[1,2]

表1-4[1,2]  mm

1.7 3J1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 3J1應用概況與特殊要求 該類合金是20世紀60年代的老牌號，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、3J1物理及化學性能
 2.1 3J1熱性能
 2.1.1 3J1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 3J1密度 冷應變加時效狀態合金的密度 ρ=8.0g/cm3[1,4]。
2.3 3J1電性能 在冷變形＋時效狀態下ρ=1.02μΩ·m[3]。
2.4 3J1磁性能 固溶加時效狀態的3J1合金，其磁化率χm=(12.5～205)×10-11[4,5]。
2.5 3J1化學性能 該合金對、磷酸、氫氧化鈉、含硫石油、燃料油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]。
3J1力學性能
3.1 3J1技術標準規定的性能

3.1.1 3J1交貨狀態合金材的力學性能 見表3-1。
表3-1[1]

3.1.2 3J1交貨狀態合金材經時效處理后的力學性能 見表3-2。
  表3-2[1,2]

注：厚度>0.10mm的帶材和d>0.20mm的絲材，其抗拉強度也應符合表中要求；規定非比例伸長應力σPO.2值適用于厚度大于0.50mm
  的帶材。
3.2 3J1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 3J1持久和蠕變性能
 3.4 3J1疲勞性能 
 3.5 3J1彈性性能 見表3-4。
表3-3[1]

表3-4[1]

四、3J1組織結構
4.1 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 3J1時間-溫度-組織轉變曲線 
4.3 3J1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、3J1工藝性能與要求
5.1 3J1成形性能 合金的熱應變溫度，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。厚度0.20～1.00mm的3J1合金軟態帶材的杯突值不小于8.5mm。冷拉絲材彎曲、纏繞性能良好。
5.2 3J1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 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。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]。
 
5.4 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。
酸洗后可用稀水溶液短時間漂白，后用石灰水中和零件表面的殘酸。
5.5 3J1切削加工與磨削性能 固溶狀態的合金硬度較低，易于切削等各種機加工。冷應變狀態和時效狀態的合金也能進行機加工，但較難。零件一般在固溶狀態加工成毛坯，時效處理

后再精加工到要求尺寸。合金的磨削性能良好。
3J1功能考核試驗  
3J1使用建議
 選用。