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3J40合金成分、抗拉、屈服、密度、硬度全览

发布:sonhooalloy 浏览:64097次

3J40合金百科解析:成分、性能与标准全览

3J40合金,作为一种典型的精密弹性合金,在航空航天、精密仪器及电子工业等领域扮演着不可或缺的角色。它以其独特的力学性能组合——高强度、高弹性和弱磁性而著称。以下将为您全面解析该合金的化学成分、关键力学性能、物理性能及其执行的标准规范。

一、 合金类型与核心特性

3J40合金属于铁-镍-铬基沉淀硬化型弹性合金。这意味着它在淬火(固溶处理)后处于较软状态,便于进行复杂的冷加工或塑性成形,随后通过一次特定温度的时效处理,合金内部会析出弥散分布的强化相,从而显著提升其强度、硬度和弹性极限。其核心特性在于高弹性、高强度、低滞后、弱磁性以及良好的耐腐蚀性能。

二、 化学成分详解

3J40合金的性能根基在于其精确的化学成分配比。其主要由铁(Fe)、镍(Ni)、铬(Cr)三种元素构成基体,并辅以少量的钛(Ti)、铝(Al)等元素形成强化相。

  • 镍(Ni): 作为主要合金元素之一,含量通常在41.5%至43%之间。镍能够稳定奥氏体组织,并与铁形成固溶体,为合金提供良好的韧性和耐腐蚀性基础。

  • 铬(Cr): 含量范围在5.2%至5.8%之间。铬的加入主要目的是提高合金的耐腐蚀和抗氧化能力,同时也有一定的固溶强化作用。

  • 钛(Ti): 含量在2.30%至2.70%之间。钛是关键的沉淀强化元素。在时效处理过程中,它与镍等元素形成金属间化合物(如Ni3Ti),这些弥散分布的细小颗粒是合金强度、硬度和弹性大幅提升的根本原因。

  • 铝(Al): 含量在0.50%至0.80%之间。铝与钛的作用类似,也是形成强化相的重要元素,通常与钛协同作用,共同参与时效析出过程,进一步优化强化效果。

  • 碳(C)、锰(Mn)、硅(Si)等: 这些属于常规的微量元素或杂质元素,其含量被严格控制在很低的水平(例如碳≤0.05%,锰≤0.80%,硅≤0.80%),以确保合金的纯净度,避免对加工性能、焊接性能或磁性造成不利影响。

三、 关键力学与物理性能指标

3J40合金的性能与其热处理状态密切相关,通常以“固溶态(淬火态)”和“时效硬化态”两种状态来评估。

1. 力学性能

  • 抗拉强度: 在固溶处理(淬火)状态下,合金较软,抗拉强度相对较低,通常在约980兆帕(MPa)以下。经过标准的时效处理后,其抗拉强度会实现跨越式增长,可达到不低于1300兆帕的水平,甚至更高,具体数值取决于时效工艺。

  • 屈服强度: 这是衡量弹性材料的关键指标。时效态下的3J40合金具有非常高的屈服强度,通常不低于1100兆帕。高屈服强度意味着材料在承受较大应力时仍能保持弹性变形而不会发生永久性的塑性变形,这对于弹簧、膜片等弹性元件至关重要。

  • 硬度: 硬度变化同样反映了热处理的影响。固溶态的硬度较低,便于切削加工。经过时效处理后,硬度显著提高。其维氏硬度(HV)可达到不低于400,换算成更常用的洛氏硬度(HRC)约在40以上。高硬度确保了弹性元件在工作中的耐磨损能力和尺寸稳定性。

2. 物理性能

  • 密度: 3J40合金的密度约为8.0克/立方厘米。这一数值介于钢和镍之间,属于中等密度,有助于在要求高强度和一定重量控制的场合实现轻量化设计。

  • 磁性: 在固溶状态下,3J40合金表现为无磁性或弱磁性。时效处理后,由于析出强化相,其磁导率可能会有轻微上升,但在多数应用场景下,它仍被视为弱磁性材料,适用于对磁场敏感的设备中。

四、 执行标准与技术规范

3J40合金的生产、检验和交付均需遵循严格的国家或行业标准,以确保产品质量的一致性和可靠性。在中国,其主要执行标准是:

  • 国家标准:GB/T 15018-1994《精密合金牌号》
    该标准规定了3J40合金的牌号命名规则及其所属的合金类别。

  • 国家军用标准:GJB 3320-1998《弹性元件用精密合金规范》
    此标准对用于弹性元件(如弹簧、波纹管)的精密合金,包括3J40,提出了详细的技术要求,涵盖了化学成分、力学性能、交货状态和检验规则等,是军工和高要求民用领域的重要依据。

在实际订货和验收时,供需双方通常会依据这些标准,并在合同或技术协议中明确具体的性能指标、尺寸公差和热处理状态等要求。

总结与应用

综上所述,3J40合金通过其精确的镍-铬-钛-铝成分体系,结合沉淀硬化热处理工艺,实现了高强度、高弹性与弱磁性的优异结合。其时效态下不低于1300兆帕的抗拉强度、不低于1100兆帕的屈服强度以及约8.0克/立方厘米的密度,使其成为制造高性能碟形弹簧、膜片、波纹管、张丝、发条等关键弹性元件的理想材料,广泛服务于对可靠性和精度有严苛要求的航空航天、精密仪表及高端工业领域。


希望这篇详细的百科解析能满足您的要求。请注意,具体数值会因生产批次、热处理工艺的微小差异而略有浮动,在实际应用中应以材料证书或通过实验测定的数据为准。

详细分析

1. 基本信息(源自公开工商信息)

成立时间:2003年07月08日(截至2024年,已运营超过21年,不属于新公司,有一定的行业积淀)。

经营范围:主要涵盖有色金属、金属材料、矿产品、化工产品等的销售,以及从事货物及技术的进出口业务。

2. 优势与积极方面

经验与存续时间:成立超过10年,表明公司在市场竞争中生存了下来,拥有一定的客户资源、供应链关系和行业经验。

地理位置:位于上海这一全国金融、贸易和物流中心,信息灵通,交通便利,便于开展国内及进出口业务。

资质齐全:拥有“货物进出口”资质,意味着可以开展国际贸易业务,这对于有色金属这类大宗商品贸易非常重要。

他们主营的镍基合金通常包括以下几大类和具体牌号:

一、 高温合金系列

这类合金在高温下具有优异的强度、抗蠕变和抗氧化能力。

Inconel 系列:

Inconel 600: 耐高温、耐腐蚀,常用于热处理设备、化学处理行业。

Inconel 601: 极高的抗氧化性,常用于热处理炉构件、工业炉。

Inconel 625: 明星产品,具有优异的疲劳强度和抗氯离子应力腐蚀开裂能力,广泛应用于海洋、航空航天和化工领域。

Inconel 718: 最广泛使用的高温合金之一,在高温下具有极高的强度,是航空发动机和燃气轮机关键部件的首选材料。

Inconel X-750: 通过时效硬化获得高强度,用于燃气轮机零件、火箭发动机部件。

Hastelloy 系列:

Hastelloy C-276: 王牌耐腐蚀合金,对多种苛刻的化学介质有极佳的耐腐蚀性,是化工行业的标杆材料。

Hastelloy C-22: 比C-276更优异的抗点蚀和缝隙腐蚀能力,用于更苛刻的环境。

Hastelloy B-2/B-3: 专门抵抗还原性介质(如盐酸、硫酸)的腐蚀。

二、 耐腐蚀合金系列

这类合金在常温或中温下对各类酸、碱、盐等腐蚀介质有极强的抵抗力。

Monel 系列:

Monel 400: 对氢氟酸、海水、碱液等有极佳的耐蚀性,常用于海洋和化工环境。

Monel K-500: 在Monel 400的基础上增加了强度,具有磁性,用于泵轴、油阀等。

其他镍铜、镍铬合金:

Alloy 20: 优异的抗硫酸腐蚀能力,常用于硫酸环境下的化工设备。

Nickel 200/201: 纯镍,具有优异的耐腐蚀性和导电性,常用于处理苛性碱的环境。


三、 精密合金系列

这类合金具有特殊的物理性能,如低膨胀、恒弹性等。

Invar 36: 因瓦合金,具有极低的热膨胀系数,用于精密仪器、航空航天领域需要尺寸稳定的零件。

Ni-Span-C 902: 恒弹性合金,其弹性模量在一定温度范围内基本恒定,用于高级传感器和精密弹簧。

产品形态

上海商虎通常提供上述合金的多种形态的原材料,包括:

板材、带材

棒材、线材

管材、管件(无缝管、焊管、弯头、三通等)

法兰、锻件

焊材(焊条、焊丝)

重要提示:

具体库存和牌号可能变动: 以上列出的是镍基合金的常见牌号,但公司的具体库存和主营产品可能会根据市场需求和采购情况发生变化。

最佳确认方式: 要获取最准确、最及时的产品信息,强烈建议您直接联系上海商虎有色金属有限公司的销售或客服人员。他们可以提供最新的产品目录、技术参数、价格和现货情况。

官网查询: 您可以访问他们的官方网站(如果有的話)来查看详细的产品介绍。

希望以上信息能对您有所帮助!如果您有特定的应用场景或介质环境,也可以提出,这样可以更有针对性地推荐合适的合金牌号。



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