一、概述3J1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可在250℃以下工作。

该类合金也能在低温（如近-200℃）下使用。

1.1 3J1材料牌号 3J1(Ni36CrTiAl)。

1.2 3J1相近牌号ЭИ702,36HXTЮ(俄罗斯)。

1.3 3J1材料的技术标准 3J1合金的技术标准YB/T 5256—1993《弹性元件用合金3J1和3J53技术条件》。

1.4 3J1化学成分见表1-2。

1.5 3J1热处理制度见表1-3。

1.6 3J1品种规格与供应状态见表1-4。

1.7 3J1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。

1.8 3J1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、3J1物理及化学性能2.1 3J1热性能2.1.1 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(20～100℃)=(12.0～14.0)×10-6℃-1[1,3,4]。

2.2 3J1密度冷应变加时效状态合金的密度ρ=8.0g/cm3[1,4]。

2.3 3J1电性能在冷变形＋时效状态下ρ=1.02μΩ·m[3]。

2.4 3J1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]。

2.5 3J1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]。

三、3J1力学性能3.1 3J1技术标准规定的性能3.1.1 3J1交货状态合金材的力学性能见表3-1。

3.1.2 3J1交货状态合金材经时效处理后的力学性能见表3-2。

3.2 3J1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。

3.3 3J1持久和蠕变性能3.4 3J1疲劳性能3.5 3J1弹性性能见表3-4。

四、3J1组织结构4.1 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℃析出量达最大值（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。

4.2 3J1时间-温度-组织转变曲线4.3 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）。

五、3J1工艺性能与要求5.1 3J1成形性能合金的热应变温度，为350～1140℃，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。

5.2 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。

5.3 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（见1.5）。

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[6]。

5.4 3J1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。

5.5 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。

高温合金分为三类材料：760℃高温材料、1200℃高温材料和1500℃高温材料，抗拉强度800MPa。

或者说是指在760--1500℃以上及一定应力条件下长期工作的高温金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。

按照现有的理论，760℃高温材料按基体元素主要可分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金。

按制备工艺可分为变形高温合金、铸造高温合金和粉末冶金高温合金。

按强化方式有固溶强化型、沉淀强化型、氧化物弥散强化型和纤维强化型等。

高温合金主要用于制造航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡、高压压气机盘和燃烧室等高温部件，还用于制造航天飞行器、发动机、核反应堆、石油化工设备以及煤的转化等能源转换装置。

760℃高温材料变形高温合金变形高温合金是指可以进行热、冷变形加工，工作温度范围-253～1320℃，具有良好的力学性能和综合的强、韧性指标，具有较高的抗氧化、抗腐蚀性能的一类合金。

按其热处理工艺可分为固溶强化型合金和时效强化型合金。

GH后位数字表示分类号即1、固溶强化型铁基合金 2、时效硬化型铁基合金 3、固溶强化型镍基合金 4、钴基合金 GH 后，二，三，四位数字表示顺序号。

1、固溶强化型合金使用温度范围为900～1300℃，高抗氧化温度达1320℃。

例如GH128合金，室温拉伸强度为850MPa、屈服强度为350MPa；1000℃拉伸强度为140MPa、延伸率为85%,1000℃、30MPa应力的持久寿命为200小时、延伸率40%。

固溶合金一般用于制作航空、航天发动机燃烧室、机匣等部件。

2、时效强化型合金使用温度为-253～950℃，一般用于制作航空、航天发动机的涡与叶片等结构件。

制作涡的合金工作温度为-253～700℃,要求具有良好的高低温强度和抗疲劳性能。

例如：GH4169合金，在650℃的高屈服强度达1000MPa；制作叶片的合金温度可达950℃，例如：GH220合金，950℃的拉伸强度为490MPa，940℃、200MPa的持久寿命大于40小时。

变形高温合金主要为航天、航空、核能、石油民用工业提供结构锻件、饼材、环件、棒材、板材、管材、带材和丝材。

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合号国外同类合金材料特点G H3030 эи435合金在800℃以下有满意的热强性和高的塑性，具有良好的抗氧化、热疲劳、冷冲压和焊接工艺性能。

G H4033 эи437合金在700~750℃具有足够的高温强度，在900℃以下具有良好的抗氧化性，合金的冷热加工性能良好。

G H33A在GH33合金的基础上进一步合金化，使合金具有良好的综合性能，晶粒均匀细小，屈服强度高，易于热加工成型，使用温度在750℃以下。

G H33B在GH33A的基础上添加微量元素，进一步提高合金的塑性和持久寿命，了合金的缺口敏感性。

G H37эи617合金在850℃以下使用具有高的热强性、良好的综合性能和组织稳定性。

G H3039 Эи602合金在800℃以下有中等的热强性和良好热疲劳性能，1000℃以下抗氧化性能良好，长期使用组织稳定，还具有良好的冷成型和焊接性能。

G H3044 Эи868固溶强化的抗氧化合金，在900℃以下具有高的塑性和中等热强性，具有优良的抗氧化性能和良好的冲压、焊接工艺性能，长期使用组织性能稳定。

G H4049 Эи929合金为高合金化的镍基难变形高温合金，在1000℃以下具有良好的抗氧化性能，950℃以下具有较高的高温强度G H80ANimonic80A合金成分简单，性能与GH33合金相当，组织细小，热加工温度范围宽，热加工塑性好。

G H98 Эп99是一种高合金化、高热强性的弥散强化合金，使用温度高达1000℃，用于涡轮导向叶片，加力燃烧室材料。

900℃以下有好的抗氧化性能、冷热疲劳性能及焊接性能。

G H99эп693高合金化的镍基时效合金，有较高的热强性，900℃以下可以长期使用，高工作温度可达1000℃，合金的组织稳定，具有满意的冷热加工成型和焊接工艺性能。

G H105Nimonic105可制造航空发动机的高温涡轮叶片，对振动、燃气腐蚀、应力扭曲、弯曲等复杂应力的耐受能力好。

G H128合金具有高的塑性，较高的持久蠕变强度以及良好的抗氧化性和冲压、焊接性能。

其综合性能优越，可在950℃以下长期使用。

G H141 Rene41合金在650~900范围内，具有高的拉伸和持久蠕变强度和良好的抗氧化性能，G H145InconelX-750合金在980℃以下具有良好的强度，良好的抗腐蚀和抗氧化性能，而且也有较好的低温性能，成型性能也好，主要用作航空和工业燃气轮机部件。