3J21合金成分、抗拉、屈服、密度、硬度全览

3J21合金成分、性能与执行标准百科解析

3J21合金，又名YNi44CrTiAl，是一种在航空航天、精密仪器及电子工业等领域广泛应用的高弹性合金。它属于弥散强化型镍铬基奥氏体合金，以其卓越的力学性能、稳定的物理化学特性和优异的抗松弛能力而著称。下面，我们将从多个维度对3J21合金进行全面的解析。

一、 化学成分：精密配比的基石

3J21合金的性能根源在于其精密的化学成分设计。它是一种以镍（Ni）为基体，通过添加多种合金元素来实现综合强化的材料。

其主要化学成分包括：

镍（Ni）：作为基体元素，含量约为44%。镍确保了合金具有稳定的奥氏体组织结构，这是其高弹性和无磁性的基础。

铬（Cr）：含量通常在15%至16%之间。铬的加入主要起到固溶强化的作用，并显著提高合金的耐腐蚀性能和抗氧化能力。

钛（Ti）：含量约为2.7%至3.2%。钛是形成强化相的关键元素。

铝（Al）：含量约为0.8%至1.2%。铝与钛共同作用，在热处理过程中析出弥散分布的金属间化合物γ‘相（Ni3(Ti, Al)），这是合金获得高强度和高硬度的核心机制。

碳（C）、锰（Mn）、硅（Si） 等作为微量杂质元素，其含量被严格控制在一个很低的水平，以确保材料的纯净度和性能稳定性。

这种以镍铬为基，通过钛铝进行时效强化的成分体系，为3J21合金带来了卓越的综合性能。

二、 力学性能：卓越的强度与弹性

3J21合金的力学性能，尤其是其强度和弹性，是其核心价值所在。其性能指标与材料的状态（如固溶态、冷轧态或时效硬化态）密切相关。通常，合金在固溶处理后处于较软状态便于加工，随后通过特定的时效热处理达到性能峰值。

抗拉强度：在经过优化的时效硬化处理后，3J21合金的抗拉强度可以达到极高的水平，通常在1300 MPa至1600 MPa的范围内，部分特殊处理状态下甚至能接近或超过1700 MPa。这一指标使其能够承受极高的负载而不发生断裂。

屈服强度：屈服强度是衡量材料开始发生永久塑性变形的关键指标，对于弹性元件而言尤为重要。3J21合金的屈服强度同样非常出色，通常在1000 MPa至1300 MPa之间。高屈服强度意味着材料在承受巨大应力时仍能保持弹性回复，不易产生永久变形。

硬度：其硬度性能与强度指标相辅相成。在时效硬化状态下，3J21合金的硬度通常用维氏硬度（HV）或洛氏硬度（HRC）表示。其维氏硬度值一般可达到HV 420以上，对应的洛氏硬度约为HRC 45以上。高硬度赋予了材料优异的耐磨性和抗压痕能力。

三、 物理性能：稳定的本质

密度：3J21合金的密度约为8.0 g/cm³。这一数值介于钢和钛合金之间，属于中等密度。对于需要兼顾强度和重量要求的应用场景（如航空航天结构件），这一特性具有重要意义。

其他物理特性：此外，3J21合金还具备低磁导率，在强磁场环境中表现稳定；其热膨胀系数与某些玻璃和陶瓷相近，便于进行封接匹配；同时，它在高温下仍能保持良好的弹性模量，即具有较低的弹性模量温度系数。

四、 执行标准：质量的准绳

在中国，3J21合金的生产和检验严格遵循国家标准。其核心执行标准为 GB/T 14987-2008《高弹性合金》 。该标准详细规定了3J21合金的化学成分范围、不同状态下的力学性能要求、尺寸公差、外观质量以及检验方法等。所有正规生产的3J21合金材料都必须符合该标准的规定，以确保其质量和性能的可靠性与一致性。

总结

综上所述，3J21（YNi44CrTiAl）合金凭借其以镍铬为基、钛铝强化的成分体系，实现了高强度、高硬度、高屈服点和优良弹性的完美结合。其高达1300 MPa以上的抗拉强度、超过1000 MPa的屈服强度、HV 420以上的硬度以及8.0 g/cm³的密度，共同构成了它作为高端弹性材料的核心竞争力。在国标GB/T 14987-2008的严格规范下，它被广泛应用于制造航空仪表膜片、精密机械中的弹簧、继电器簧片、波纹管以及各种在复杂应力环境和苛刻工况下工作的弹性敏感元件，是现代工业中不可或缺的关键材料之一。

详细分析

1. 基本信息（源自公开工商信息）

成立时间：2003年07月08日（截至2024年，已运营超过21年，不属于新公司，有一定的行业积淀）。

经营范围：主要涵盖有色金属、金属材料、矿产品、化工产品等的销售，以及从事货物及技术的进出口业务。

2. 优势与积极方面

经验与存续时间：成立超过10年，表明公司在市场竞争中生存了下来，拥有一定的客户资源、供应链关系和行业经验。

地理位置：位于上海这一全国金融、贸易和物流中心，信息灵通，交通便利，便于开展国内及进出口业务。

资质齐全：拥有“货物进出口”资质，意味着可以开展国际贸易业务，这对于有色金属这类大宗商品贸易非常重要。

他们主营的镍基合金通常包括以下几大类和具体牌号：

一、 高温合金系列

这类合金在高温下具有优异的强度、抗蠕变和抗氧化能力。

Inconel 系列：

Inconel 600： 耐高温、耐腐蚀，常用于热处理设备、化学处理行业。

Inconel 601： 极高的抗氧化性，常用于热处理炉构件、工业炉。

Inconel 625： 明星产品，具有优异的疲劳强度和抗氯离子应力腐蚀开裂能力，广泛应用于海洋、航空航天和化工领域。

Inconel 718： 最广泛使用的高温合金之一，在高温下具有极高的强度，是航空发动机和燃气轮机关键部件的首选材料。

Inconel X-750： 通过时效硬化获得高强度，用于燃气轮机零件、火箭发动机部件。

Hastelloy 系列：

Hastelloy C-276： 王牌耐腐蚀合金，对多种苛刻的化学介质有极佳的耐腐蚀性，是化工行业的标杆材料。

Hastelloy C-22： 比C-276更优异的抗点蚀和缝隙腐蚀能力，用于更苛刻的环境。

Hastelloy B-2/B-3： 专门抵抗还原性介质（如盐酸、硫酸）的腐蚀。

二、 耐腐蚀合金系列

这类合金在常温或中温下对各类酸、碱、盐等腐蚀介质有极强的抵抗力。

Monel 系列：

Monel 400： 对氢氟酸、海水、碱液等有极佳的耐蚀性，常用于海洋和化工环境。

Monel K-500： 在Monel 400的基础上增加了强度，具有磁性，用于泵轴、油阀等。

其他镍铜、镍铬合金：

Alloy 20： 优异的抗硫酸腐蚀能力，常用于硫酸环境下的化工设备。

Nickel 200/201： 纯镍，具有优异的耐腐蚀性和导电性，常用于处理苛性碱的环境。

三、 精密合金系列

这类合金具有特殊的物理性能，如低膨胀、恒弹性等。

Invar 36： 因瓦合金，具有极低的热膨胀系数，用于精密仪器、航空航天领域需要尺寸稳定的零件。

Ni-Span-C 902： 恒弹性合金，其弹性模量在一定温度范围内基本恒定，用于高级传感器和精密弹簧。

产品形态

上海商虎通常提供上述合金的多种形态的原材料，包括：

板材、带材

棒材、线材

管材、管件（无缝管、焊管、弯头、三通等）

法兰、锻件

焊材（焊条、焊丝）

重要提示：

具体库存和牌号可能变动： 以上列出的是镍基合金的常见牌号，但公司的具体库存和主营产品可能会根据市场需求和采购情况发生变化。

最佳确认方式： 要获取最准确、最及时的产品信息，强烈建议您直接联系上海商虎有色金属有限公司的销售或客服人员。他们可以提供最新的产品目录、技术参数、价格和现货情况。

官网查询： 您可以访问他们的官方网站（如果有的話）来查看详细的产品介绍。

希望以上信息能对您有所帮助！如果您有特定的应用场景或介质环境，也可以提出，这样可以更有针对性地推荐合适的合金牌号。