3J3新型高温合金
3J3 冶炼方面：为了获得更纯净化的钢水，减低气体含量与有害元素含量；同时由于部分合金中有易氧化元素如Al，Ti等存在，非真空方式冶炼难以控制；更是为了获得更好的热塑性，镍基耐热合金，通常采用真空感应炉熔炼，甚至用真空感应冶炼加真空自耗炉或电渣炉重熔方式进行生产，变形方面：采用锻造、轧制工艺，对于热塑性差的合金甚至采用挤压开坯后轧制或用软钢(或不锈钢)包套直接挤压工艺，变形的目的是为了破碎铸造组织，优化微观组织结构，铸造方面：通常用真空感应炉熔炼母合金保证成分与控制气体与杂质含量，并用真空重熔-精密铸造法制成零件，热处理方面：变形合金和部分铸造合金需进行热处理，包括固溶处理、中间处理和时效处理，以Udmet 500合金为例，它的热处理制度分为四段：固溶处理，1175℃，2小时，空冷；中间处理，1080℃，4小时，空冷；一次时效处理，843℃，24小时，空冷；二次时效处理，760℃，16小时，空冷，以获得所要求的组织状态和良好的综合性能。
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一、概述
3J3合金是铁-镍-铬系奥氏体沉淀强化型高性合金。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性性能。 该类合金具有较高的强度、高的性模量，较小的性后效和滞后、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。
1.1 3J3材料牌号 3J3(Ni36CrTiAlMo8)。
1.2 3J3相近牌号 ЭИ53,36HXTЮM8()。
1.3 3J3材料的技术标准 3J3合金按企业标准或临时技术协议供货。
1.4 3J3化学成分 见表1-2。
1.5 3J3热处理制度 见表1-3。
1.6 3J3品种规格与供应状态 见表1-4。
1.7 3J3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 3J3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性敏感元件及耐或其他腐蚀介质的零件，如膜盒、膜片、波纹管、传送杆、挡板和其他性结构件等。
二、3J3物理及化学性能
2.1 3J3热性能
2.1.1 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℃)=(12.0～14.0)×10-6℃-1[1,3,4]。
2.2 3J3密度 冷应变加时效状态合金的密度ρ=8.3g/cm3[1,4]。
2.3 3J3电性能 在固溶＋时效状态下ρ=1.0～1.2μΩ·m[3]。
2.4 3J3磁性能 固溶加时效状态的3J3合金，其磁化率χm=(12.5～205)×10-11[4,5]。
2.5 3J3化学性能 该类合金对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、3J3力学性能
3.1 3J3技术标准规定的性能
3.1.1 3J3交货状态合金材的力学性能 见表3-1。
3.1.2 3J3交货状态合金材经时效处理后的力学性能 见表3-2。
3.2 3J3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 3J3持久和蠕能
3.4 3J3性能
3.5 3J3性性能 见表3-4。
四、3J3组织结构
4.1 3J3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 3J3时间-温度-组织转变曲线
4.3 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）。
五、3J3工艺性能与要求
5.1 3J3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性元件。
5.2 3J3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 3J3零件热处理工艺 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，对减少性滞后和后时效有利[6]。
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3J3 与此同时，纯镍也是镍基耐蚀合金中的典型代表，这些镍基耐蚀合金主要用于制造石油，化工，电力等各种耐腐蚀用零部件，镍基耐蚀合金多具有奥氏体组织，在固溶和时效处理状态下，合金的奥氏体基体和晶界上还有金属间相和金属的碳dan化物存在，各种耐蚀合金按成分分类及其特性如下，Ni-Cu合金 在还原性介质中耐蚀性优于镍,而在氧化性介质中耐蚀性又优于铜，它在无氧和氧化剂的条件下，是耐高温fu气、和氢fu酸的好的材料（见金属腐蚀），Ni-Cr合金 也就是镍基耐热合金；主要在氧化性介质条件下使用，抗高温氧化和含硫、等气体的腐蚀，其耐蚀性随铬含量的而增强。
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