3J21 精密合金
3J21(Co40CrNiMo 无磁耐蚀高弹性合金,≈Elgiloy)
一、概述
3J 系形变强化型钴基高弹性合金(Co 39~41%,即 Co40CrNiMo 档):固溶态塑性良好、易加工,经大应变率冷加工 + 时效获得高力学性能与弹性性能。具有高硬度、高强度、高弹性极限、高储能比、高疲劳强度,弹性滞后与后效小,无磁性、耐磨、抗震耐冲击、耐腐蚀优良,工作温度可达 400℃,亦可在低温工作。国际上对应 Elgiloy(Co40CrNiMo)/Phynox,执行 GB/T 15018-1994 与 YB/T 5253-1993。精密合金(3J 弹性线)在售。
二、化学成分
| 元素 | 含量 |
| C | 0.07~0.12 |
| Mn | 1.70~2.30 |
| Si | ≤0.60 |
| P | ≤0.010 |
| S | ≤0.010 |
| Ni | 14.0~16.0 |
| Cr | 19.0~21.0 |
| Co | 39.0~41.0 |
| Mo | 6.50~7.50 |
| Fe | 余量 |
三、物理性能
| 项目 | 值 |
| 密度 | 8.4 g/cm3 |
| 熔点 | 1372~1405℃ |
| 弹性模量 E(冷加工+时效) | 196000~215500 MPa |
| 切变模量 G(冷加工+时效) | 73500~83500 MPa |
| 平均线胀系数(0~100℃) | 14×10??/K |
| 电阻率(冷加工+时效) | 0.92 μΩ·m |
| 磁化率 K(冷加工+时效) | 50~1000(完全电磁单位制值,资料注) |
| 磁性 | 无磁性(奥氏体组织) |
四、力学性能
固溶状态常温:
| 状态 | σb/MPa | 延伸率 A5/% | 硬度 HV |
| 固溶态 | ≥700 | ≥35 | ≤250 |
交货状态(冷轧/冷拉,常温):
| 品种 | 交货状态 | 厚度或直径/mm | 性能组别 | σb/MPa | 延伸率 A5/% |
| 带 | 冷轧 | 0.20~2.5 | A | 1175~1470 | ≥5 |
| 带 | 冷轧 | 0.20~2.5 | B | 1470~1765 | ≥3 |
| 丝 | 冷拉 | 0.20~5.0 | A | 1275~1570 | ≥8 |
| 丝 | 冷拉 | 0.20~5.0 | B | 1570~1865 | ≥6 |
五、热处理制度
? 合金以冷轧或冷拉状态交货;强化 = 大应变率冷加工 + 时效(制度按 YB/T 5253/GB/T 15018 及供需协议,资料未列具体温时)。
六、工艺性能
? 固溶态塑性好、易加工;交货态强度高,成形后时效获得弹性性能。
? 金相组织:奥氏体组织——无磁性来源。
七、执行标准
? 国标:GB/T 15018-1994、YB/T 5253-1993。
? 外标/相近:Elgiloy alloy(Co40CrNiMo)、AMS 5833、R30003(UNS R30003/Phynox 独立页,2026-09-07 cob 族建档,同合金互链;本页原收其别名已移除)、ASTM F1058、AMS 5876(R30003 美规)、Phynox(法,见 R30003 页)、40KHNM(俄)、NS604PH。
八、典型应用
? 1. 制作无磁性、耐腐蚀、高弹性元件;
? 2. 精密仪表中的张丝、旋丝等。
九、同族与牌号对照
? 等价/相近:R30003(UNS R30003/Phynox/Elgiloy 进口名独立页,2026-09-07 建档,同合金互链)、40KHNM、AMS 5833
? 同族(3J 弹性):3J22(Co40+W,仪表轴尖用,更高硬耐磨)、3J1(FeNiCr 沉淀强化,经济档)、3J9(发条超高强)、3J53(恒弹性)— 总览 精密合金
? 选材:要求无磁+耐蚀+400℃ 级高弹 → 3J21/3J22 钴基档;对磁性无要求、≤250℃ → 3J1