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高弹性合金、弥散强化合金0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7Mo2Al半奥氏体弥散强化不锈钢、NiCr15TiAlNb/NiCr47Mo3镍基合金、恒弹性合金艾林瓦(Elinvar)合金精密合金
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司
更新时间：2013-08-15
弹性合金它属于精密合金的一类，用于制作精密仪器仪表中弹性敏感元件、储能元件和频率元件等弹性元件。除了具有良好的弹性性能外，还具有无磁性、微塑性变形抗力高、硬度高、电阻率低、弹性模量温度系数低和内耗小等性能。
弹性合金一般分为两类：高弹性合金和恒弹性合金。前者具有高弹性极限、滞弹性效应低、耐热性好和能在较高温度下工作的特点；后者在一定温度范围内弹性模量几乎不随温度变化，或称艾林瓦(Elinvar)合金。
此外，铜基弹性合金应用也很普遍，这类合金的特点是无磁和导电良好。锡磷青铜主要用于导电性能良好的弹簧接触片或其他弹簧、精密仪表中的耐磨和抗磁弹性元件等。铍青铜用于制造重要的弹簧和弹性元件，由于其弹性模量低，而弹性极限又相对的高，故在制作膜片、膜盒、波纹管及微型开关方面，得到广泛应用。弹性合金一般都在真空中冶炼，半成品或成品元件亦多在真空或保护气氛中进行热处理。
此外，铜基弹性合金应用也很普遍，这类合金的特点是无磁和导电良好。锡磷青铜主要用于导电性能良好的弹簧接触片或其他弹簧、精密仪表中的耐磨和抗磁弹性元件等。铍青铜用于制造重要的弹簧和弹性元件，由于其弹性模量低，而弹性极限又相对的高，故在制作膜片、膜盒、波纹管及微型开关方面，得到广泛应用。弹性合金一般都在真空中冶炼，半成品或成品元件亦多在真空或保护气氛中进行热处理。
（1）恒弹性合金
在一定温度范围内弹性模量几乎不随温度变化的弹性合金，又称为艾林瓦(Elinvar)型合金。表征弹性随温度变化的物理量有弹性模量温度系数、切变模量温度系数等。
法国吉尧姆(C.E.Guillaume)系统地研究了Fe-Ni合金的热弹性，于1919年获得了成分为36Ni-12Cr-Fe的恒弹性合金，命名为Elinvar。以后,为了改善这种合金的力学性能，添加了不同的元素，制成各种牌号的铁镍基铁磁恒弹性合金。有 Fe-Ni、Co-Fe、Fe-Mn、Mn-Cu、Mn-Ni、Nb-Zr、Nb-Ti系等。恒弹性合金主要用作弹性敏感元件（如压力传感器膜片、精密弹簧等），频率元件（如机械滤波器振子、钟表游丝等）、延迟线等。
在铁磁性恒弹性合金中,存在很大的自发体积磁致伸缩而使弹性模量减小，这种现象称ΔE效应。如果一种合金在居里温度Tc以下,随着温度升高，合金的铁磁性逐渐减弱ΔE效应随之减小。即可以获得在某一温度范围内接近水平的弹性模量-温度特性曲线,也就获得了恒弹性。
目前大量使用的恒弹性合金，属于沉淀强化的 Fe-Ni系铁磁性恒弹性合金。这类合金的综合性能良好，恒弹性和力学性能很容易通过以下方法予以调整：①添加合金元素。在合金中加入非铁磁性元素，降低合金的磁性,减少合金的ΔE效应及改变ΔE效应与温度的关系,从而改变合金的弹性模量温度系数；在合金中加入强化元素促进相变析出过程，提高力学性能。②热处理。通过高温固溶和中温回火，控制合金中析出相的数量和分布，改变合金基体中的镍铁浓度比，从而调整恒弹性和力学性能。③冷变形。使合金产生一定的织构和内应力，并促进相变析出过程，从而改变合金的恒弹性和力学性能。
（2）高弹性合金
弹性极限高、滞弹性效应低（如低弹性后效和低内耗等）的合金，用于制作各类弹性敏感元件和储能元件。它和恒弹性合金是弹性合金中的两个主要种类。在不同使用场合，它还可具有耐腐蚀、耐高温、无磁和导电等性能。主要用于制作各类膜盒、膜片等敏感元件,各类弹簧和发条等储能元件,以及轴尖、仪表轴承等小尺寸弹性元件和结构件等。
工程材料的应力和应变关系,在弹性极限范围内,实际上不完全符合经典虎克定律即不呈线性关系，这就降低了一些弹性元件的工作性能。通常，在高弹性合金中，滞弹性效应应降低到最小程度，以提高仪器和仪表的精度。要求这类合金对弹性应变的响应较为敏感，负荷过程中对微塑性变形抗力较大（相应于小的回线面积）。为了获得较大的微塑性变形抗力，经常采用形变热处理，以提高合金的性能，合金的这种性能一般用储能比(K)来衡量。 (σe为弹性极限，E为弹性模量)。通常要求K愈大愈好。高弹性合金一般有下述数种。
工程材料的应力和应变关系,在弹性极限范围内,实际上不完全符合经典虎克定律即不呈线性关系，这就降低了一些弹性元件的工作性能。通常，在高弹性合金中，滞弹性效应应降低到最小程度，以提高仪器和仪表的精度。要求这类合金对弹性应变的响应较为敏感，负荷过程中对微塑性变形抗力较大（相应于小的回线面积）。为了获得较大的微塑性变形抗力，经常采用形变热处理，以提高合金的性能，合金的这种性能一般用储能比(K)来衡量。 (σe为弹性极限，E为弹性模量)。通常要求K愈大愈好。高弹性合金一般有下述数种。
弥散强化合金 在淬火后，形成奥氏体或半奥氏体组织。随后经冷加工和时效处理，析出弥散相，从而使基体强化，获得良好的力学性能。在这类合金中，广泛使用的是36Ni-Cr-Ti-Al合金,它在湿热气氛下，在含硫介质内或短时间在硝酸溶液中，有良好的耐蚀性，使用温度可达250℃；加5％或8％Mo以后,使用温度可分别提高到350℃或400℃。半奥氏体弥散强化不锈钢，也是常用的高弹性合金，如 0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7Mo2Al。这种合金具有良好的力学性能、耐蚀性能和热稳定性。在高、低温或腐蚀介质中工作良好，工作温度可达 400℃或更高。在高温恶劣环境中使用时，多采用镍基合金。主要牌号是 NiCr15TiAlNb和NiCr47Mo3。前者工作温度为500℃,具有很高弛豫稳定性；后者在硝酸介质中具有比36Ni-Cr-Ti-Al合金还高得多的耐蚀性能。
在要求高导电性能时，用Ni-Be合金最为合适。顺磁性的铌基合金（如55Nb-Ti-Al）具有良好的耐蚀性和热稳定性。它由于弹性模量低，而弹性极限又相对地高，在一般应力情况下，是良好弹性敏感元件材料。它由于同时具有无磁、耐腐蚀、耐高温、恒弹性和高储能比，综合性能优越，适宜制作要求严格的弹性敏感元件。
在要求高导电性能时，用Ni-Be合金最为合适。顺磁性的铌基合金（如55Nb-Ti-Al）具有良好的耐蚀性和热稳定性。它由于弹性模量低，而弹性极限又相对地高，在一般应力情况下，是良好弹性敏感元件材料。它由于同时具有无磁、耐腐蚀、耐高温、恒弹性和高储能比，综合性能优越，适宜制作要求严格的弹性敏感元件。
变形强化合金 主要为40Co－Ni－Cr－Mo和加钨的40Co-Ni-Cr-Mo-W 合金。这类合金有良好的弹性、高的疲劳强度、高的硬度和良好的耐蚀性等，适于制作发条和轴尖。这类合金一般经冷加工和回火处理。作轴尖材料时，冷加工率应大于83％，以获得最高强度。在合金中加铼可提高硬度和耐磨性；加钛和铝，可增强抗疲劳性能。
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