3J2 耐熱合金若在高溫下使用，材料的高溫強度、耐氧化性、耐高溫腐蝕性都將成為問題。添加鎳可提高耐熱性，而鉻、硅、鋁等有助于提高材料的耐氧化性。耐熱不銹鋼是在不銹鋼中添加了上述元素而制成的。此外，在高溫下使用時，有時還要考慮蠕變強度、熱機械疲勞。該系列產品可用于熱交換器、壓力容器、熱處理爐的構件等

3J2 3J2
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
3J2概述
???? 3J2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。3J2是在3J1合金的基礎上，加入5%和8%鉬的合金，具有更高的耐熱性，使用溫度分別可提高到350 ℃和450℃.該類合金也能在低溫（如近-200℃）下使用。
???? 1.1?3J2材料牌號?3J2(Ni36CrTiAlMo5)。
1.2 3J2相近牌號 ЭИ51,36HXTЮM5(俄羅斯)。
1.3 3J2材料的技術標準?3J2合金按企業標準或臨時技術協議供貨。
1.4 3J2化學成分 見表1-2。??????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????表1-2[1] ????????????????????????????????? %

C Mn Si P S Ni Cr Mo Ti Al Fe
≤0.05 0.80～1.20 ≤0.50 ≤0.010 ≤0.010 35.0～37.0 12.5～13.5 4.0～6.0 2.70～3.20 1.00～1.30 余量
????1.5 3J2熱處理制度?見表1-3。
1.6 3J2品種規格與供應狀態?見表1-4。
表1-3[1,2]

牌號 品種或要求 熱處理制度
3J2 帶材 970～1000℃固溶＋700～750℃，時效2～4h，空冷或爐冷
  冷應變＋650～750℃，時效2～4h，空冷或爐冷
 絲材 冷應變＋630～700℃，時效2～4h，空冷或爐冷
????????????????????????????????????表1-4[1,2] ?????????????????????????????????mm

品種和狀態 冷軋帶材 冷拉絲材
厚度和直徑（邊長） 0.07～2.0 0.10～5.0
寬度 50～200 -
長度 - -
????1.7?3J2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?3J2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、3J2物理及化學性能????
???? 2.1 3J2熱性能????????????????????????????????????????
???? 2.1.1 3J2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 3J2密度?冷應變加時效狀態合金的密度 ρ=8.0g/cm3[1,4]。
2.3 3J2電性能?在固溶＋時效狀態下ρ=1.0～1.1μΩ·m[3]。
2.4 3J2磁性能?固溶加時效狀態的3J2合金，其磁化率χm=(12.5～205)×10-11[4,5]。
2.5 3J2化學性能 該類合金對、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]。
3J2力學性能
3.1 3J2技術標準規定的性能
3.1.1 3J2交貨狀態合金材的力學性能 見表3-1。
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表3-1[1]

狀態和品種 (δ或d)/mm σb/MPa δ/%
固溶態帶材
冷拉絲材 0.2～0.50
0.20～3.0 ≤1030
≥1226 ≥20
-
3.1.2 3J2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]

狀態和品種 (δ或d)/mm σb/MPa σP0.2/MPa δ/%
冷軋＋時效帶材
固溶＋時效帶材
冷拉＋時效帶材 0.20～2.50
0.20～1.00
0.50～5.0 ≥1422
≥1226
≥1569 -
-
- ≥3
≥5
≥3
????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 3J2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 3J2持久和蠕變性能
???? 3.4 3J2疲勞性能?
???? 3.5 3J2彈性性能?見表3-4。
表3-3[1]

狀態 帶材試樣厚度/mm σb/MPa δ/% HV
1000℃,保溫15min，水淬＋75℃，時效4h 0.10～0.20 1372～1421 8～10 420～430
980℃,固溶＋50%冷應變＋750℃，時效2～4h 0.10～0.20 1372～1716 5～10 420～450
表3-4[1]

狀態 E/GPa G/GPa βE/10-6℃-1
固溶＋時效 191～211 76～79 －200～250
四、3J2組織結構
4.1 3J2相變溫度?合金在900℃以上（980～1100℃）固溶處理后，為單相奧氏體組織，在含鉬的3J2合金中除了奧氏相外，還有少量Fe2Mo拉氏相。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 3J2時間-溫度-組織轉變曲線?
4.3 3J2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、3J2工藝性能與要求
5.1 3J2成形性能?合金的熱應變溫度，3J2為1000～1150℃，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。冷拉絲材彎曲、纏繞性能良好。
5.2 3J2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 3J2零件熱處理工藝 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、品種和不能要求等因素合理選擇（見1.5），一般在保證完全固溶條件下，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。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]。
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5.4 3J2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 3J2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。
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其高溫強度基本達到國外高強合金哈氏合金的水平。3J2近年來,用于流化床取得很好效果。3J2其應用范圍正在逐步擴大。3J2另外也出現鐵基Cr-Ni-Mo多元化合金亦取得了不錯的效果。3J2近,國內有單位研制的雙層結構的高溫耐磨熱電偶復合保護管,管體外層為耐高溫耐磨復合金屬保護層,耐高溫耐磨復合金屬保護層澆鑄復合在內層的合金鋼管上,使用效果也很好,幾乎可與美國的德太克相媲美。3J2高鉻鑄鐵具有高耐磨性和抗yang化性,價格相對便宜,亦是比較理想的保護套管材料。3J2通過合理調整成分、工藝使其達到的耐磨抗蝕性,必將使其在高溫流動粉體測溫中發揮更大的優勢；結束語高溫環境下的腐蝕磨損給熱電偶測溫帶來了困難,經過科研人員的不懈努力,取得了一定的成。3J2