收藏词条 编辑词条 恒弹性合金
恒弹性合金(constant modulus alloy)
在一定温度范围内弹性模量随温度变化很小的弹性合金。
分类 包括静态应用和动态应用两种类型。前者使用时承受较大的静负荷,如力传感器和弹簧天平等;后者使用时承受较小的、变化频率较高的动负荷,如机械滤波器、延迟线、音叉等。按照对性能的主要要求,恒弹性合金可以分为7种:(1)低温度系数合金。主要特点是合金的弹性模量温度系数e或频率温度系数ƒе较低。对于静态应用的合金,一般е≤l20I×10-6/℃,冷变形并回火后的抗拉强度巩约为1400MPa,典型代表为美国的Ni—spanD、中国的3J53合金、日本的钴艾林瓦合金。动态应用的恒弹性合金,一般е≤I5I×10-6/℃,机械品质因数Q≥10000,甚至≥15000,典型代表为美国的Ni—spanC、中国的3J58合金、日本的Ni43Cr5TiAlMoCu等。(2)正温度系数恒弹性合金。一种动态应用的恒弹性合金,特点是ƒе=(40~80)×10-6/℃,Q≥9000。这种合金是在传统的Ni—spanC基础上降低镍含量或铬含量而成。(3)高温恒弹性合金。主要特点是使用温度范围较宽,包括铁磁性高温恒弹性合金和铌基恒弹性合金两种。前者以铁、镍、钴为主要成分,添加铌、钛、铝等沉淀强化元素,其е≤l20I×10-6/℃,最经常应用的温度范围为—60~350℃。典型的代表是美国的Incolloy alloy 903,前苏联的Ni48Co2Ti3和Ni33Co20Nb5Ti1.5等。(4)耐蚀恒弹性合金。以Nb55TiAl为典型代表,在各种酸、碱溶液中具有很强的耐蚀性,弹性模量E较低,е约为—80×10-6/℃。此外,该合金还是一种非铁磁性高温恒弹性合金,最高使用温度可达700℃。铬基反铁磁性恒弹性合金也具有优良耐蚀性。(5)非铁磁性恒弹性合金。这种合金制成的弹性元件既可防止外界磁场对元件性能的影响,也可避免元件本身对仪表工作磁场的干扰。除上述铌基恒弹性合金外,反铁磁性铁锰基、铬基、锰基及钯金系恒弹性合金也属于此类。一般е为10-5/℃数量级。(6)弱磁性恒弹性合金。这种合金呈弱铁磁性,通常是在Ni—spanC合金基础上降低镍含量,提高铬、钼含量,以降低合金铁磁性。它的恒弹性温度范围较窄,通常е≤|40|×10-6/℃。典型代表为瑞士的Durinval和Ni38CrMoTiAlCu合金。(7)低品质因数恒弹性合金。具有较低的机械品质因数Q值(50~100),用于制造机械滤波器的耦合丝,典型代表为FeNi44合金。
影响性能的因素 合金的е值、Q值、弹性极限等性能对化学成分和组织结构十分敏感,以常见的Ni—spanC合金为例,镍含量每波动1.0%,就会使е值产生±20×10-6/℃偏差。铬、钛、铝等元素的影响也很大。时效处理的温度和时间会影响析出相的数量和形态,从而影响е值、Q值和力学性能。