3J21是一种高性能精密合金,主要分为铁镍基和钴基两种体系,具有高弹性、耐腐蚀、弱磁性等特性,广泛应用于航空航天、精密仪器及电磁屏蔽等领域。以下是其关键信息总结:
一、材料分类与成分
铁镍基体系(主流)
成分:镍(Ni)30%~35%、铬(Cr)≤1%、钼(Mo)微量,余量为铁(Fe)
特性:高弹性模量(185~200GPa)、低磁导率、耐腐蚀
钴基体系(特殊变种)
成分:钴(Co)39%~41%、镍(Ni)14%~16%、铬(Cr)19%~21%、钼(Mo)6.5%~7.5%
特性:无磁性、耐高温(550℃以下稳定)
二、核心性能
机械性能
抗拉强度:≥1450MPa(室温)
弹性极限:1200~1350MPa(时效处理后)
疲劳寿命:10⁷次循环(800MPa应力幅)
物理性能
密度:8.1~8.4g/cm³(轻量化优势)
热膨胀系数:22×10⁻⁶/℃(-50~200℃稳定)
磁性能
高磁导率(弱磁场下)、低矫顽力,适用于电磁屏蔽
三、应用领域
航空航天:发动机密封件、高温部件(耐温400~550℃)
精密仪器:传感器弹簧、膜片、波纹管(高尺寸稳定性)
电磁屏蔽:手机、雷达磁屏蔽罩(高磁导率)
四、加工与热处理
热处理工艺
固溶处理:850~900℃水淬
时效处理:450~550℃空冷(提升强度)
冷加工:建议变形量30%~50%,需中间退火(600~650℃)
五、执行标准
国内:YB/T 5253-2011(弹性元件用合金)
国际:ASTM B209(铝基合金参考)
六、注意事项
避免混淆铁镍基与钴基体系,两者成分和性能差异显著
时效温度超过800℃会导致性能下降(γ'相粗化)