表4-18部分镍基高弹性合金主要性能 合金 状态 Inconel 706 980℃,1h空冷+840℃，3h空冷+720℃，8h，55℃/h，冷却+620℃，8h空冷。 Inconel 718 980℃,1h空冷+720℃， 8h，55℃/h，冷却+620℃，8h空冷。 Wasploy 1080℃,4h空冷+845℃， 24h，冷却+760℃，16h空冷。 17578 1160℃,水冷+30%冷变形+800℃，1h+700℃，2h，空冷。 70H×6MB10 1150℃,水冷+755℃， 5h，空冷。 60H×6MB10 1150℃,水冷+755℃， 5h，空冷。 70×6M10 1150℃,水冷+755℃， 5h，空冷。 Inconel×-750 1150℃,2h空冷+840℃，24h，空冷+705℃，20h，空冷 Nicowmocr 90%冷加工+时效
E（MPa） 192000 ?b（MPa） 1379 ?e（MPa） 981 ?（%） 18 硬度 使用温度（℃） 600 223000 1450 1186 4 HV490 600 210000 1320 700 25 600 211000 1520 1128 4 500 216000 206000 216000 215000 1569 1422 1520 1300 1128 1128 1128 11 10 4 24 HRC48 HRC46 HRC47 HRC40 550 550 550 600 226000 2746 1569 HV735 21
五、钴基高弹性合金
（一）钴基高弹性合金的特点及其发展
钴基高弹性合金是综合性能很好的弹性合金，具有高的弹性性能，（高的弹性模量，高的弹性极限和极低的非弹性效应等）和强度，以及高的耐疲劳性能，高硬度，耐磨，无磁和在许多介质中有较高的耐蚀性，工作温度可达到400-500℃。因此，广泛地应用于制作钟表发条，张丝，轴夹，特殊轴承，以及其它各种弹性元件，钴基高弹性合金的一个重要特点，就是该合金通常在固溶处理后，必须经过强烈的冷变形，再进行面火处理才能获得最佳的性能指标。 我国在1958年开始研制钴基高弹性合金，先后研制成功3J21和3J22合金，表4-15和表4-16列出了钴基高弹性合金的化学成分和性能。 表4-19常见钴基高弹性合金的化学成分（%） 合金 C Si Mn Co Ni Cr Mo W 其它 3J21 0.07-0.12 ≤0.6 1.7-2.3 39-41 14-16 19-21 6.5-7.5 Fe余 3J22 0.08-0.15 ≤0.5 1.8-2.2 39-41 15-17 18-20 3-4 4-5 Fe余 Elgiloy 0.15 ＜0.5 2 40 15.5 20 7 Be 0.04 Fe余 K40H×M 0.07-0.12 ≤0.6 1.8-2.2 39-51 15-17 19-21 6.4-7.4 Fe余 K40H×0.09-0.11 ≤0.5 1.8-2.2 39-41 14-16 18-20 3-4 3.5-4.5 Fe余 MB K40T10 ≤0.05 ≤0.5 1.8-2.2 39-41 18-20 11-13 3-4 6-7 Ti 1.5-2.0;Al0.5 Fe余 Nivaflex 0.03 ≤0.5 1.0 40-45 21 18-20 4 4 Be0.3 Fe余 NAS604PH 0.10-0.15 ≤0.5 1.0 ≥40 15.5-17.5 20.5-22.5 5.8-6.8 Fe余 Phyox 0.15 ≤0.5 2.0 38 17 20 7 Fe余 (二)3J21合金
1、合金元素的作用
3J21合金是钴基高弹性合金中的一个典型牌号，属Co-Cr-Ne系奥氐体合金，其
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表4-20常用钴基高弹性合金主要性能 合金 状态 3J21 1150℃-1180℃固溶+冷变形+400-450℃，4h面火 3J22 1150℃-1180℃固溶+冷变形+500+550℃，4h面火 Elgiloy 固溶+冷变形+面火 K40HxM 1150℃-1180℃固溶+冷变形+400+450℃，4h面火 K40HXMB 1150℃-1180℃固溶+冷变形+500+550℃，4h面火 K40T10 1150℃-1180℃固溶+冷变形+500+550℃，4h面火 Nivaflex 固溶+冷变形+面火 NAS604PH 固溶+冷变形+面火 Phynox 固溶+冷变形+面火
E（MPa） 200000 206000 210000 205000 211000 216000 221000 203000 206000 ?b（MPa） ?e（MPa） 2354-2549 1373-1569 2356-2746 1619-1668 2451-2530 1598-1667 2452-2648 1589 2942-3128 1961-2256 1177 2452 2373 2403 1765 1559 1667 ? 3-5 4-6 3-5 4-6 4-6 ＞1 硬度（HV） 600-700 ≥750 700 600-700 680-720 550-600 710 660-700 650 ?(???m) 0.9-1.0 0.9-1.0 0.9 0.9-1.0 0.9-1.0 1.0-1.1 1.0 0.95 使用温度℃ 400 400 40 400 400 400 550 23
中，Co、Cr、Ni、Fe是过渡族元素，具有较高的弹性模量，由于Co、Ni、Fe是铁磁性元素，因此铬的加入除了固溶强化和提高合金耐蚀性外，又可降低合金（居里点）。当铬含量超过12%时，就可使合金时居里点降低到零度以下，保证合金在室温时无磁性，铜的原子丰径比合金的基体元素。Co、Cr、Ni、Fe都大。它的加入将引起固溶体点阵的强烈畸变，是主要固溶强化元素，此外，铜还能与Cr、Fe形成的复杂碳化物（Cr、Fe、Mo）23C6，在面火后使合金获得附国强化，碳是形成复杂碳化物相的元素，当它的含量低于0.06%时，引起合金的脆性。锰应控制在1-3%范围内，当其含量低于0.8%时，合金的热、冷加工性能均将降低硅的含量不宜超过0.6%，否则将使合金的加工性能变坏。 2、热处理对合金组织和性能的影响 （1）固溶处理
在退火状态下，3J21合金由r相固溶体和（Cr，Fe,Mo）23C6型碳化物组成，固溶处理就是将上述碳化物溶解，形成单相r固溶体。为冷变形和四火强化做好准备，加热到900-1000℃时，合金中的碳化物就能强烈地溶解于r固溶体中，试验证明，固溶处理温度以1150-1180℃为宜，若温度过高，由于过热将导致塑性下降。固溶处理温度还与合金中含碳量有关，碳含量较高时，硕化物充分溶解的温度也较高，所以要相应提高固溶处理温度。 （2）冷变形
冷变形是固溶处理后3J21合金 获得面火强化的前提条件。冷变形不仅使合金的亚结构细化，内应力增加，形成大量变形孪晶和点阵缺陷，直接强化了合金，而且也为随后面火时碳，钼等元素的原子产生偏聚，强化合金创造了条件，试验证明，冷变形量越大，面火后的强化效果也越显著，但塑性下降，因此，3J21合金的冷变形率一般不要超过60%。 （3）四火处理
四火处理合金是最后一道工序，而且也是经冷变形后分金进一步强化的重要工序。为了获得最佳强度指标，又具有良好的韧性和耐疲劳性能，3J21合金适宜的四火是300-450℃，4h。 六、铌基高弹性合金
铌基高弹性合金是以难溶金属的基添加Ti、Al、Mo、Zr、V等一种或多种元素组成的弹性材料。这类合金的特点是耐高温，无磁，耐腐蚀，并且有一定强度，部分合金还有的弹性模量温度系数，但弹性模量较低，这类合金主要应用于制作高温或耐蚀的弹性元件。
原苏联在铌基高弹性合金方面做了许多研究工作，研制成功一系列合金，早在1966年就研制成功556T10合金，1968年又研制成添加Ti、Mo、Cr、V、Al的铌基合金，此后，在七十年代又先后研制出多种耐高温。耐腐蚀性能更加优良的铌基合金，我国近十多年来也开展铌基合金的研究工作，并取得一定成果，表4-21和表4-22铌基高弹性合金的化学成分和相应的性能。
表4-21铌基高弹性合金化学成分（%） 合金 C Ti Mo Al Zr V Nb 其它 56T10 39.5 5.5 余 6T25A5 26.4 5.5 余 Nb10Ti-5Mo 10 5 余 Nb-10Ti-5V 10 5 余 Nb-15Ti-4.5Al 15 4.5 余 Nb-25Ti 1.9 3.7 余 Mo-Zr-Ti 34-42 2-6 余 C61.7 Nb Hf Ti Al 0.03 2.3 余 Hf≤4 MoZr 4-7 ≤3
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表4-22铌基高弹性合金主要性能 合金 状态 556T10 6T25A5 淬火+40%冷加工+725℃四火 1000℃热压，轧制+700℃，15h，真空退火 冷加工+700℃，2h，四火 冷加工+700℃，2h，四火 冷加工+650℃，2h，四火 冷加工+700℃，1h，退火 1600℃真空淬火+950℃，3h，四火 35%冷加工+725℃，1h，四火 E （MPa） 123000 Βe （×10-6/℃） ?(???m?10?2) ?b（MPa） ?0.2 15 1177 （MPa） 981 ?0.002（MPa） 917 1128(硬度 ?（%） 7 ?0.003) 108000 10-20 0.54 991 1177 1540 981 1157 931.6 1059 1461 834 1118 853H6227 1.0 1.2 1.0 3-7 1.0 Nb-10Ti-5Mo Nb-10Ti-5V Nb-15Ti-4.5Al Nb-25Ti Nb-Mo-Zr-Ti-Cr Nb-Ti-Al-Mo-Zr-Hf
(?0.003) 932(?0.001) 25