续表4。3 弹性合金 类别 磁一弹合金 6、恒弹性合金 铁研恒弹性合金 Fe-Ni系合金 Fe-Ni系合金 Co-Fe、Fe-Co系合金 镍基合金 非铁磁性恒弹合金； Fe-Mn系合金 锰基合金 铬基合金 高温恒弹性合金 铁磁性合金 顺磁性合金 典型牌号 Fe-17G-4.5Ni-0.3Ti Fe-30Co-12Ni-3Ta-1W-0.4 Ti Ac 3J63,3J58,Ni-Spac, Elinvar,Thermelash Fe39Ni162Co52Cr1.3W1.1Wmo 4.3Sn 0.31n Co-Elinvar,Mo-Elinvar Elcolloy Ni5At,Ni5Co Fe-30%+Co,Nicrw等 Mn-cu,Mn-Ni系等合金 Gr4.2Fe0.6mm Lncolloy 903,Ni33co20N65Ti1.5 N6T40Ae5(556+10) 主要特点 兼具高弹性，高磁性，低矫顽力的特点，适用于造电磁传达四膜处理发子交找机上的自动开关弹量等。 在一定的温度区间，弹性模量，剪切模量或元件的共振频率荃本不随温度变化。 借助调整成份和热处理工艺，可大相当宽的范围内变合金的性能，综合性能优越，可制造各种频率标准件滤波面振子，高灵敏精宇航局弹簧元件等。 加入钴，可降代低性能对成对成份敏志性，提高恒弹性的特性。 强度高、弹性，滞后小，尤以Elcolloy最高的突出 高E值，宽恒弹温度范围 以反铁磁一顺磁转变的恒弹性基础，耐蚀性差，恒弹温度区间小。 性能受成份，冷加工，热处理影响，未后式应用膨胀系数低，Q值很高，但不能进行冷加工，其恒弹性可保持等到650℃， E值较低，塑性高。 耐蚀性很高，E值很低。 由上表可见，弹性合金为适应各种使用要求，必须具有涂弹性性能以外的各种综合性能，相应涉及到许多种类金属材料，一方面有许多结构材料可以用做弹性合金，如不锈钢，高温合金，马氐体时效钠等；另一方面，由于测试技术的复杂性和难芳，往往用改核结构为弹性合金的交货依据，因此，经常把弹性合金视为结构材料，这是不恰当的，应当强调，弹性合金是功能材料。
研究表明：度量结构材料的力学性能指标?b?0.2和HRC，不能反映弹性极限在的高低。不应以?b?0.2和HRC适到峰值的工艺参数做为弹性合金生产的最佳工艺。 此外，造成非弹性行为的原因很多，而用非弹性行为表现方法和强调程度即取决于材料自身的组织结构特点，也取决于的受外力作用的方式和强度，因此，不仅，静态应力作用下的非弹调程度没有一一对应关系，（例如，高Q值的材料，其弹性后效不一定小），即使静态应力作用下的各种非弹性行为之间他并不一定存在强弱程度方面的对应关系。 “高弹性合金”部分修改说明
遵照吕清法同志的意见，做了如下几个方面的修改： 1、全部斗量单位（弹性、强度单位）电N/m2改为Pa。
2、将3J1、3J2、3J3从铁基合金中抽出来，归入铁镍合金中，其顺序也与马氐体时效钢调换了一下。
3、将图表的顺序作了适当的修改。
下列几处经考试再三，认为还是不改为妥： 1、第2页“一，铜基高弹性合金和铍青铜”，我认为铍青铜也是铜基合金，而本节仅仅是将铍青铜作为铜基合金的一个特例来叙述的，因此其标题不必写上“铍青铜”，以免引起铍青
6
铜不是铜基高单必合金的误解
2、Mo 不是3J1合金的基本元素，因此不应放在“合金元素的作用“中来讨论Mo对3J1合金的影响，目的是引出新的合金，3J2、3J3。 §2高弹性合金
高弹性合金的基本特性：高的弹性模量（E≥186000MPa），高的抗拉强度（?e≥1373MPa），高的弹性极限（?e≥1177MPa），高的硬度（HRC≥40）较小的非弹性效应（较小的弹性后效，弹性滞后等）。
境的不同，有时还要求具较高的疲劳强度，以及低慢、耐高压、无磁、高导电等性能，高弹性合金广泛用于航空，航海，宇航，无线电，精密机械的和精密仪表中作弹性元件，如航空仪表和热工仪表中的波纹膜盒，波纹管和波登管，精密仪表中的张丝，悬丝和轴实，钟表中的发条，加速度表弹簧片，传感器中的弹性膜化等。 高弹性合金按其强化方法分类，主要可大分为沉淀强化型高弹性合金和形变强化型高弹性合金两大类，前者是在合金中添加AL、Ti，Be、Nb等强化元素，以便在时放过程中析出弥散的第二相质点而达到强化的目的，用这种方法强化的有铁基，铁镍基，合金，铍青铜和铜钛合金等。后者则是依靠合金在冷塑性变形过程中提高位错密度，产生形变孪晶、形成马氐体以及产生形变构等综合作用而达到强化，如钴基高弹性合金等，高弹性合金按化学成分分类，主要有铜基高弹性合金，铁基高弹性合金、铁镍基高弹性合金，镍基高弹性合金，钴基高弹性合金Nb基高弹性合金及铜基高弹性合金等。 一、铜基高弹性合金
（一） 铜基高弹性合金的特点，用途和分类仪表的弹性合金，它具有良好的导电性，导热性，无磁，耐腐蚀和良好的工艺性能，并具有一定的弹性和强度。因此，这类合金在仪器仪表工业中，特别是在电气仪表和热工仪表中获得广泛的应用，如膜片，膜盒，波纹管和波登管，电气仪表游丝，张丝，以及各种仪表中的螺旋弹簧和簧片等。 用作弹性元件的铜基合金可以分为两大类。第一类是经过冷加工成形，再经低温退火后应用的形变强化型合金，如黄铜，磷青铜和德银（白铜）等，这类合金的低温退火处理亦称低温度退火硬化处理，因为它不是通过内部组织的复达到合金的软化，而是在组织面复的同时伴随着硬化，从而提高合金的强度和硬度。这种硬化效应已在工业上应用，但其硬化机理尚不十分明缭，有待进一步探讨，有人认为这是由于退火时溶质原子与晶体缺陷产生化学的相互作用于用，使缺陷周围的溶质原子浓度增高所致，第二类是经固溶处理，冷加工成形，再经时效处理后应用的沉淀强化型合金，如铜铍合金（铍青铜）和铜钛合金等。这类合金是依靠时效处理时析出第二相而达到硬化的。 部分铜基高弹性合金的主要性能示于表4-1 （二）铍青铜
1、铍青铜的特点，用途和分类
表4-4部分铜基高弹性合金的主要性能 合金 黄铜 磷青铜 德银 铍铜 铜钛 （33%） （6.5%zn，0.4%P） （15%Ni,20%Zn） （1.5~2.0?） （3．5%Ti） 性能 杨氐模量103000 110000 118000 130000 123000 （MPa） 电阻率 13 31 5.7-7.8 12-57 （μΩ·cm） 线膨胀系数18 17.7 16.6 16.6 16.6 -6（10/℃） 抗拉强度686-892 688-984 930-1030 1100-1373 740-1370 （MPa） 弹性极限274-412 416-755 674-746 755-1029 667-1020
7
（MPa） 硬度（HV） 115-180 120-180 130-183 300-420 260-380 铍青铜在本世纪二十年代未就已出现，由于它具有高的弹性，强度，硬度和优良的导电性、导热性，无磁，耐腐蚀，以及良好的工艺性能，广泛应用于仪器，仪表和电子，电器等工业中制造各种弹性元件，如膜盒，膜片和各类弹簧等，铍青铜按其主要性能可以分为高强度青铜（1.6-2.5?）和高导电铍青铜（0.4-0.7?）两大类。 2、Cu-Be二元合金相图
图4-5 Cu-Be二元合金相图
图4-4为Cu-Be二元合金相图，图中的主张，r1和r2。?相是铍在铜中的固溶体 方点阵，具有良好的塑性，r1为以电解张CuBe为基的体心立方点阵无序固溶体较好的高温塑性，r2为以电子化合物CuBe熔解心立方有序固溶体，性硬而脆，因此铍青铜是一类典型的沉淀强化型合金，合金的强化元素铍的含量，对时效处理后合金 能有得要的影响，铍含量越高，则合金的强度，硬度和弹性极限也越高，但塑性下降，过时效倾向增大，所以铍含量的适宜范围是1.5-2.0%，铍青铜时效时的脱溶过程不但朝着晶内长大，即晶界处的脱溶过程大大超过晶内，这一现象称为晶界反应，在合金中添加0.2-0.5%的钴或镍能抑制时效过程的晶界反应，添加0.3%以下的钛，也可以达到上述目的。 3、铍青铜的热处理 （1）固溶处理
Cu-Be二元合金中，铍含量在2.0%以下时，加热到800℃就成为单相的?固溶体，从800℃快速冷却就能获得过饱和的?固溶体，从而达到固溶处理的目的，固溶处理的加热温度和保温时间都直接影响到晶粒的大少，从而对力学性能产生较大影响，为此要严格控制这两个因素，一般固溶处理温度选在780-790℃，保温时间则视试样尺寸而定。 （2）冷塑料性变形
铍青铜冷变形时产和大量位错，晶粒被破碎，此外铍原子将在位错堆积的压域偏聚。
从而加速原了的扩散，促进第二相的形核，为面火的强化的打下的基础。但是随着冷变形程度的提高，合金的应力分布和位错发布都出现石均匀性，导致弹性极限和比电阻的各向异性，因此，冷变形率不宜过高，一般不应超过70%。 （3）时放处理
铍青铜在时效过程中首先形成GT、P区要析出稳定的r相以前，先析出r中间相，然后析
8
出稳定的r相，r相具有体心立方晶格，与?基体呈共格关系，是合金强化的主要原因。随着热温度的提高，上述共格关系遭到破坏，形成稳定的r相，随之而来的是合金的过时效一出现软化。产生最大强化的时效温度为350-370℃。
国产铍青铜的化学成分和相应的主要性能列于表4-5和表4-6。
表4。6国产铍青铜的化学成分（rB147-717） 牌号 主要成分（%） Be Ni 2.3-2.6 0.2-0.5 Ti —— Cu Cu 供应状态 板，带，C，Cy，棒，线M，Y 棒，线：R，M QBe 2.5 (Bp.2.5) QBe2.15 2.0-2.3 ≤0.5 —— 余 板，带，C，Cy，棒线，M，Y QBe 2 1.9-2.2 0.2-0.5 —— 余 板，带：C，Cy棒，线：M、Y (bp. 5.2) Q Be 1.9 1.85-2.1 0.2-0.4 0.1-0.25 余 板带，C，Cy，棒，线：M，Y Bp.6HT 1.9 QBe 1.7 1.6-1.85 0.2-0.4 0.1-0.25 余 板，带，C，Cy (bp.6HT 1.7) ①所有合金杂质量不大于0.5%，其中Si≤0.15%,Al≤0.15%,P≤0.005%,Fe≤0.05%。 ②Q Be2.5在冶金部标准（YB552-68）中已取消。
③C-淬火软态；M——退火软态，R——热轧或热 压状态，Y——冷变形状态，Cy——淬火，冷变形状态。
表4。7国产铍青铜合金的主要性能 牌号 时效制度 E（MPa） HV ?0.002(MPa) Q Be 2.5 300℃ 119000 666 —— Q Be 1.9 Q Be 2 320℃， 3h 118500，121000 666 715 —— 407 Q Be 2.5 QBe 2 350℃ 1h 119500，120500，784 764 804 407 410 420 QBe 2.5 120500 Q Be 1.9 Q Be 2 370℃ 20’ 121500 120500 833 774 874 420 410 420 Q Be 2.5 121500 二、铁基高弹性合金
常用的铁基高弹性合金是弥散和相变强化型马氏体钢（一般称为马氏体时效钢）。马氏体时效钢是本世纪六十年代发展起的一类高强度、高韧性结构材料，它被广泛应用于航空、宇航工业部门，而作为弹性材料应用于仪器仪表中，却是近二十年的事情，马氏体时效钢的特点是含碳量极低，固溶处理后获得超低碳的Fe-Ni或Fe-Cr马氏体，具有良好的塑性和韧性，易于进行各种工。时效处理时，在超低碳马氏体基本上沉淀析出金属间化合物，从而获得很高的强化，作为弹性材料而常用的马氏体时效钢，其化学成分和主要性能列于表4-4和表4-9，常用马氏体时效弹
表4。8常用马氏体时效钢主要化学成分（%） 牌号 C Ni Co Mo Cr Ti Al 其它 18Ni-250(类) ＜0.03 17.5-18.5 7.0-8.5 4.7-5.2 —— 0.3-0.5 0.1 B:0.03 2r:0.02 18Ni-300(类) ＜0.03 18-19 8.5-9.5 4.7-5.2 —— 0.5-0.8 0.1 18Ni-350(类) ＜0.03 H18kgM5T(苏) 0.03 AM362（美） 0.03
17-19 18.2 6.5 11.0-12.75 4-5 9.1 5.0 —— —— 9
—— —— 14.5 1.2-1.45 0.05-0.15 0.7 0.3 Si:0.2 Mn:0.3 Si:0.25Mn:0.25 0.55-0.90 Custom455(美) Marvac736(美) AM367（美） H10x122T6(苏) 0.03 ≤0.02 ≤0.03 0.03 8.5 9.5 3.5 11 —— —— 15.5 —— —— 2.0 2.0 —— 11.75 10.25 14 12 1.2 0.25 0.5 0.4 Si≤0.15 Mn≤0.15 Si≤0.15 Mn≤0.15 Cu:1.75 Nb:0.1 续表4。8 类别 牌号 C Ni Co Mo C? Ti Al 其它 不锈04×14K13H4M3T（苏） ≤0.04 3.8-4.8. 13-14 2.6-3.2 13-14.5 0.2-0.5 Si≤0.10 钢马×12K10M6（苏） 0.9 10.1 6.34 11.88 Mn≤0.15 氏体NASMA-164（日） ≤0.025 12.5 5.0 12.5 时效 4.5 性合金可以分为二类，第一类属一般马氏体时效钢，第二类为马氏体时效不锈钢，前者有较高的抗拉强度，层服极限和弹性极限，但耐蚀性较低，后者的抗拉强度、层服极限和弹性极限稍丝，但耐蚀性较高。
用作弹性材料的马氐体时效钢除了具有一般马氏体效钢的高强度，高韧性和良好的工艺性能外，还有下述几个优点：①优异的弹性性能，马氏体时效钢的弹情形极限?e远高于其它弹
2性材料，从而它的储能比功值?e/E也比其它弹性材料高（表4-10），因此，马氏体时体时效钢能在更高的应力下工作，或在同一应力下亢
10