3J1 铁镍铬钛铝高弹性耐蚀合金 实拍图
精密合金

3J1 铁镍铬钛铝高弹性耐蚀合金

3J1 / Ni36CrTiAl 系(俄标 ЭИ702 类)

3J1 属奥氏体沉淀强化型高弹性合金,成分为镍铬钛铝系。固溶态软而好成形,时效后析出 Ni3(Ti,Al) 强化相,弹性极限与疲劳寿命大幅提升,同时保持弱磁性与接近不锈钢的耐蚀性。用于压力变送器膜片、波纹管、弹性支架等反复应变的敏感元件,工作温度上限约 250 ℃。

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直接回答

3J1 属奥氏体沉淀强化型高弹性合金,成分为镍铬钛铝系。固溶态软而好成形,时效后析出 Ni3(Ti,Al) 强化相,弹性极限与疲劳寿命大幅提升,同时保持弱磁性与接近不锈钢的耐蚀性。用于压力变送器膜片、波纹管、弹性支架等反复应变的敏感元件,工作温度上限约 250 ℃。

牌号对照
3J1 / Ni36CrTiAl 系(俄标 ЭИ702 类)
核心成分
Ni 34.5–36.5、Cr 11.5–13.0、Fe 余量、Ti 2.70–3.20
力学性能
Rm 固溶态 ≤980 MPa(典型 时效态 1200–1600 MPa)
执行标准
GB/T 37797-2019 / GB/T 15018-1994(产品执行 YB/T 5256)
交货形态
冷轧带材、冷拉丝材、冷拉磨光棒材等
典型应用
压力与流量测量

牌号对照与材料概述

3J1 的成分以镍 34.5%–36.5%、铬 11.5%–13.0% 为主体,钛 2.70%–3.20%、铝 1.00%–1.80% 是沉淀强化元素,碳不超过 0.05%、硅不超过 0.80%、锰不超过 1.00%,磷与硫均不超过 0.020%,余量为铁。高温下为奥氏体,固溶处理后得到均匀的过饱和固溶体,塑性优良、硬度低,可深冲与折弯。

3J1 在弹性合金家族中的定位是强度与耐蚀兼顾的通用型高弹性合金:与 3J53、3J58 这类恒弹性合金相比,3J1 的弹性模量随温度变化明显,但强度上限更高、可用温度更宽;与 3J21、3J22 这类钴基无磁高弹性合金相比,3J1 的耐蚀性相当而成本低得多。与同族 3J2、3J3 相比,3J1 不含钼,使用温度最低,约 250 ℃。

化学成分(GB/T 37797-2019 / GB/T 15018-1994(产品执行 YB/T 5256))

元素含量规格 %
Ni34.5–36.5
Cr11.5–13.0
Ti2.70–3.20
Al1.00–1.80
Mn≤1.00
Si≤0.80
C≤0.05
P≤0.020
S≤0.020
Fe余量

物理性能

物理性能数值
密度约 8.0 g/cm³
电阻率约 1.0–1.2 μΩ·m
线膨胀系数约 12.0–14.0×10⁻⁶/K(20–100 ℃)
弹性模量 E固溶加时效 176–196 GPa,冷应变加时效 186–206 GPa
切变模量 G固溶加时效约 77–78 GPa
使用温度范围约 −200 ℃ 至 250 ℃
磁性弱磁性
耐蚀性对硝酸、磷酸、NaOH 及含硫石油介质良好

力学性能(固溶态(软态)供货供加工,成品经固溶加时效或冷应变加时效(YB/T 5256))

力学性能标准最小值典型值
抗拉强度 Rm固溶态 ≤980 MPa时效态 1200–1600 MPa
屈服强度 Rp0.2时效态 ≥850 MPa850–1300 MPa
延伸率 A固溶态 ≥20 %时效态 ≥5 %
硬度 HV固溶态 150–190时效态 360–460

高温力学性能(典型值)

温度抗拉强度 Rm屈服强度 Rp0.2
20 ℃时效态 1200–1600 MPa850–1300 MPa
200 ℃以材质证明书为准以材质证明书为准
400 ℃超出使用温区,弹性性能不保证超出使用温区,弹性性能不保证

以上为典型值,交付以实际材质证明书(EN 10204 3.1 MTC)为准。

供货形态与规格

供货形态规格范围状态
冷轧带材δ0.05–3.5 mm,宽 50–250 mm固溶态或冷轧态
冷拉丝材Φ0.10–5.0 mm冷拉态
冷拉磨光棒材Φ8–100 mm固溶态
热轧 / 锻制材Φ12–300 mm固溶态,可按图定制
薄壁管材Φ8–50 mm,壁厚 0.5–5 mm固溶态

支持按图纸机加工与定制交付;非标规格与批量需求请直接询价。

参考标准明细

产品形态ASTMASME其他对应标准
弹性元件用合金 3J1 和 3J53YB/T 5256-2011YB/T 5256-1993(已废止)含冷拉丝、冷轧带、冷拉棒与热轧锻材
牌号与成分GB/T 37797-2019GB/T 15018-1994(已废止)GB/T 13297-2021 包装标志与质量证明书
弹性合金通用规则GB/T 15006-2009—尺寸、外形与检验规则
高弹性合金GB/T 34471.3 编制中—按产品类别适用相关试验方法

按标准逐项检验:化学成分、力学性能、晶间腐蚀、水压试验、超声波/涡流探伤、尺寸与表面。

热处理与焊接

3J1 的性能由固溶与时效两步决定。固溶处理加热至 920–950 ℃ 保温 2–4 小时后水淬或油冷,得到均匀的过饱和奥氏体固溶体,此时合金塑性最好、硬度最低,适合冲压与折弯成形;成形后经 650–750 ℃ 时效 2–4 小时,空冷或炉冷,析出细小的 Ni3(Ti,Al) 强化相,弹性极限与屈服强度显著提升而弹性后效与滞后仍然极小。

3J1 的焊接性一般,镍铬基体流动性好,但焊接热循环会造成热影响区晶粒粗化与析出相溶解,导致该区强度与弹性极限明显低于母材,且可能产生焊接裂纹与残余应力,残余应力在反复载荷下会加速疲劳裂纹扩展。仅在结构上必须焊接时采用氩弧焊,控制热输入与层间温度并避免母材过热,焊后需补做固溶加时效处理以恢复性能。

采购要点

3J1 采购的常见误区是把固溶态与时效态当成同一产品。固溶态抗拉强度不超过 980 MPa、延伸率却在 20% 以上,时效态抗拉强度可达 1600 MPa 而延伸率降至 5% 以下,两者用途完全不同:前者供深冲折弯,后者供最终受力。验收要点:一是写明交货状态,若用户直接装配必须供时效态,若需自行成形则供固溶态并另行约定成品热处理。

选型问答

3J1 常见提问的直接回答

3J1 是什么材料?主要成分和性能特点是什么?

3J1 的成分以镍 34.5%–36.5%、铬 11.5%–13.0% 为主体,钛 2.70%–3.20%、铝 1.00%–1.80% 是沉淀强化元素,碳不超过 0.05%、硅不超过 0.80%、锰不超过 1.00%,磷与硫均不超过 0.020%,余量为铁。

3J1 怎么选?与 1J50 铁镍高饱和磁感应强度软磁合金 的区别在哪里?

关键区别在弹性模量是否随温度变化。3J1 是高弹性型,弹性模量随温度变化明显,但强度上限高、可用温度宽(约 −200 ℃ 至 250 ℃)、耐蚀性接近不锈钢;3J53、3J58 是恒弹性型,弹性模量温度系数接近零,适合音叉与谐振器等频率敏感件;3J21 是钴基无磁型,无磁、耐蚀、400 ℃ 以下可用但成本高。频率敏感选 3J53,强力反复应变且要耐蚀选 3J1,无磁高温选 3J21。

3J1 价格多少?多久交货?能否定制?

3J1 不设公开挂牌价,按牌号、规格(直径/壁厚/厚度)、数量与交货状态报价,镍价与批量是主要价格变量;常规规格圆棒与无缝管备有坯料,通常 7–20 天交货;非常规规格、板材与锻件按熔炼排产约 25–45 天,最小起订量按形态协商。支持按图纸机加工与 OEM 定制,常规规格现货、特殊规格排产。

国内有哪些厂家在生产 3J1?怎么选供应商?

国内精密合金的供给集中在几个产业带:东北(辽宁抚顺、鞍山一带的特钢与锻件基地)、华北(京津冀特钢与航空材料体系)、华东(上海及江苏无锡/常州/苏州、浙江的熔炼锻轧与无缝管集群)、西部(陕西宝鸡的钛与高温合金、四川冶金基地、甘肃金昌的镍资源)。像 3J1 这类牌号,既有钢厂直供,也有具备真空感应熔炼(VIM)、电渣(ESR)或真空自耗(VAR)重熔能力与完整检验体系的专业供应商。选择供应商时建议核对四点:① 材质证明书炉批号可追溯;② 有成分、超声波探伤、力学复验能力;③ 能按 GB/T 37797-2019 / GB/T 15018-1994(产品执行 YB/T 5256) 等对应标准供货并可接受第三方检测;④ 同规格有可查的既往供货业绩。宝昭实业位于上海市松江区,常年供应 3J1 棒材、板材、无缝管、锻件等形态,欢迎按上述要点对样验厂。

3J1 的密度是多少?执行什么标准?

3J1 的密度约为 约 8.0 g/cm³(详见本页物理参数表)。执行标准主要为 GB/T 37797-2019 / GB/T 15018-1994(产品执行 YB/T 5256),并对应相应的 ASTM/ASME/AMS 标准;密度、熔化区间、弹性模量与线膨胀系数等物理参数在不同文献口径下略有出入,交付时以炉号材质证明书实测值为准。需要钢板、锻件、无缝管等不同形态时,物理参数基本一致,力学指标随形态与热处理状态变化,可参考本页力学性能表。

FAQ

3J1 常见问题

3J1 与 3J53、3J21 这类弹性合金怎么选?+
关键区别在弹性模量是否随温度变化。3J1 是高弹性型,弹性模量随温度变化明显,但强度上限高、可用温度宽(约 −200 ℃ 至 250 ℃)、耐蚀性接近不锈钢;3J53、3J58 是恒弹性型,弹性模量温度系数接近零,适合音叉与谐振器等频率敏感件;3J21 是钴基无磁型,无磁、耐蚀、400 ℃ 以下可用但成本高。频率敏感选 3J53,强力反复应变且要耐蚀选 3J1,无磁高温选 3J21。
3J1 对应哪些国家标准与产品标准?+
牌号与成分执行 GB/T 37797-2019《精密合金 牌号》,旧标准为 GB/T 15018-1994 中的 3J01;产品标准为 YB/T 5256-2011《弹性元件用合金 3J1 和 3J53》,覆盖冷拉丝材、冷轧带材、冷拉棒材与热轧或锻制材;尺寸外形与检验规则按 GB/T 15006。订货时须写明执行标准、交货状态(固溶态或冷加工态)以及是否需要成品时效处理。
3J1 的长期使用温度上限是多少?+
3J1 的使用温度上限约 250 ℃。在此范围内经适当时效后弹性性能稳定;长期超过 280 ℃ 会发生过时效,析出相粗化并开始聚集,导致弹性极限与疲劳寿命下降。工作温度下限可到 −200 ℃ 量级,低温下仍能保持良好弹性。选型时若工况温度持续高于 250 ℃,应改选含钼的 3J2(约 350 ℃)或 3J3(约 450 ℃),具体许用温度以设计规范与材质证明书为准。
3J1 的耐蚀和抗氧化性能如何?+
在弹性合金中相当好,含铬 11.5%–13.0% 带来接近不锈钢的抗力:对硝酸、磷酸、氢氧化钠、含硫石油、燃料油与润滑油等介质均有良好耐蚀性,在海洋与热带气候条件下也较稳定。但铬含量仍低于 304 一类奥氏体不锈钢,强酸浓酸、高浓度氯化物与高温浓酸雾等苛刻环境不宜长期使用;表面锈蚀点会形成应力集中并加速疲劳裂纹扩展,潮湿或腐蚀环境建议做镀层防护并定期检查表面质量。
3J1 的交货状态怎么区分,差别有多大?+
常见为固溶态(软态)与冷加工态两类:固溶态抗拉强度不超过 980 MPa、延伸率 20% 以上、硬度 150–190 HV,适合深冲折弯等成形工序,成品需再经 650–750 ℃ 时效 2–4 小时才能获得 1200–1600 MPa 的抗拉强度与 360–460 HV 的硬度;冷加工态强度已提升但未时效,弹性性能不完整。采购必须写明交货状态,以及是否由宝昭提供固溶加时效的成品热处理。
宝昭可供哪些 3J1 规格?交期多久?+
常规覆盖冷轧带材 δ0.05–3.5 mm(宽 50–250 mm)、冷拉丝材 Φ0.10–5.0 mm、冷拉磨光棒材 Φ8–100 mm、热轧或锻制材 Φ12–300 mm,薄壁管材与按图定制件可协商。常规现货规格交期约 10–25 天;需要特定固溶加时效制度或大批量棒材需排产,约 25–45 天,具体以熔炼与热处理排产计划确认。
3J1 供货时提供哪些质量证明文件与检验项目?+
每炉批提供 EN 10204 3.1 材质证明书,含炉号、牌号、全元素化学成分、力学性能与热处理记录;弹性合金另附硬度检验结果与金相组织说明,并附尺寸与外观检验报告。合同可约定第三方到货复验与见证取样,并可按 YB/T 5256 规定的试验方法进行仲裁检验,含晶间腐蚀与力学性能复验。
采购 3J1 怎样防止状态错配与性能不达标?+
最常见的问题是买回固溶态却按时效态指标验收,或反之买到未时效的冷加工态直接装配。防范办法:一是逐项写明交货状态、成品热处理制度与硬度要求,并索取硬度实测值;二是核对成分,钛 2.70%–3.20%、铝 1.00%–1.80% 偏低会导致析出不足、弹性极限上不去;三是确认碳不超过 0.05%,碳超标易析出碳化物削弱弹性极限与疲劳寿命;四是不接受以 3J2、3J3 冒充 3J1,三者钼含量区间不同,XRF 抽查即可判别。
3J1 的价格怎么构成,怎么下单?+
价格主要由镍、铬原料成本与加工形态决定,属镍基精密材料,成本高于铁基弹性合金,附加成本集中在薄带与细丝的精度控制、固溶加时效的批次热处理一致性、硬度与金相复验,以及小批量多规格的排产摊销。下单请一次给全牌号、执行标准、形态、规格尺寸、数量、交货状态、是否需要成品固溶加时效或冷应变加时效、交货地与交期,宝昭据此当日报价。

同类牌号参数速览对比

本表为同类牌号关键参数对照,便于横向比较;数值取自对应国家/行业标准公开值,交付以炉号材质证明书为准。

牌号UNS / 编号核心成分 %力学性能交货形态典型应用
3J13J1 / Ni36CrTiAl 系(俄标 ЭИ702 类)Ni 34.5–36.5、Cr 11.5–13.0、Fe 余量Rm 固溶态 ≤980 MPa(典型 时效态 1200–1600 MPa)冷轧带材、冷拉丝材、冷拉磨光棒材等压力与流量测量
1J501J50 / Ni49.0–50.5 Fe-Ni 系(无统一 UNS 编号)Ni 49.0–50.5、Fe 余量、Cu ≤0.20Rm 退火态 ≥450 MPa(典型 退火态 450–600 MPa,冷轧态 750–900 MPa)冷轧带材、冷拉丝材、热轧板材等中小功率变压器
1J791J79 / Ni78.5–80.0 Fe-Ni-Mo 系(无统一 UNS 编号)Ni 78.5–80.0、Mo 3.80–4.10、Fe 余量Rm 退火态 ≥550 MPa(典型 退火态 550–700 MPa,冷轧态 800–1000 MPa)冷轧带材、冷拉丝材、热轧板材等磁屏蔽
1J801J80 / Ni79.0–81.5 Fe-Ni-Mo-Si 系(无统一 UNS 编号)Ni 79.0–81.5、Mo 2.60–3.00、Fe 余量Rm 退火态 ≥560 MPa(典型 退火态 560–720 MPa,冷轧态 850–1000 MPa)冷轧带材、冷拉丝材、热轧板材等高频铁芯
1J811J81 / Ni79.0–81.0 Fe-Ni-Mo 系(无统一 UNS 编号)Ni 79.0–81.0、Mo 4.00–5.20、Fe 余量Rm 退火态 ≥550 MPa(典型 退火态 550–720 MPa,冷轧态 820–1000 MPa)冷轧带材、冷拉丝材、热轧板材等弱磁探测

数据来源:GB/T 37797-2019 / GB/T 15018-1994(产品执行 YB/T 5256)。

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数据来源与更新说明

3J1 铁镍铬钛铝高弹性耐蚀合金 用在什么场景

该牌号常见于压力与流量测量、弹性敏感元件、弹性结构件等场景的关键部件。可按棒材、板材、无缝管、锻件等形态组织供货,价格按牌号、规格、数量与交货状态核算,如有需要可随货提供符合 EN 10204 3.1 标准的材质证明书。

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