3J21鈷基合金帶 Co40NiCrMo鋼帶成份 性能 硬度

Elgiloy高彈性合金帶材（3J21）

對應牌號 [3J240、Co40NiCrMo（中國）、UNS R30003、Elgiloy、NAS604PH（美國）、Nivaflex（德國）、NAS604PH（日本）、Phinox（法國）、K40HXM、40KHXM（俄羅斯）]
產品描述：
3J21 是一種變形強化的鈷基合金。它是一種 Co-Cr-N-Mo 系列高彈性合金。該合金無磁性、耐腐蝕、高彈性、高強度，具有良好的抗疲勞性。具有高硬度、強度、彈性極限、儲能比和疲勞強度等特點。主要用于制作各種工作在 400°C 以下的儀表彈簧和其他彈性部件。

一、化學成分

3J21鈷基合金（對應牌號Co40NiCrMo）的化學成分設計以鈷（Co）為基體，結合鉻（Cr）、鎳（Ni）、鉬（Mo）等關鍵元素，輔以少量碳（C）、錳（Mn）、硅（Si）等微量元素。其主要成分范圍如下：

• 鈷（Co）：39.0%~41.0%

• 鉻（Cr）：19.0%~21.0%

• 鎳（Ni）：14.0%~16.0%

• 鉬（Mo）：6.5%~7.5%

• 鐵（Fe）：余量

• 碳（C）：0.07%~0.12%

• 錳（Mn）：1.70%~2.30%

• 硅（Si）：≤0.60%

• 磷（P）、硫（S）：均≤0.010%

關鍵元素作用：

• 鈷：提供高溫穩定性和抗氧化性，增強基體強度。

• 鉻和鉬：協同提升耐腐蝕性、抗蠕變性能，并通過固溶強化提高高溫強度。

• 鎳：穩定面心立方結構（FCC），改善低溫韌性和抗磁性。

二、物理與機械性能

1. 物理性能

• 密度：8.3~8.4 g/cm3。

• 熔點：1372~1405℃。

• 熱導率：16 W/(m·K)（室溫）。

• 電阻率：0.92 μΩ·m

• 彈性模量：196~216 GPa，切變模量74~83 GPa。

2. 機械性能

• A組：1177~1471 MPa（帶材厚度0.20~2.50 mm）。

• B組：1471~1765 MPa（更高強度，但延伸率略低）。

• 抗拉強度：冷軋帶材的強度因加工狀態不同分為兩組：

• 延伸率：A組≥5%，B組≥3%。

• 高溫性能：可在400℃以下穩定工作，600℃以上仍保持較高屈服強度和抗蠕變能力。

3. 硬度

• 冷軋+時效處理后，硬度可達30~40 HRC（對應抗拉強度約900~1800 MPa）。

• 形變強化機制（如冷加工和時效處理）顯著提升硬度，通過位錯密度增加和析出相（如碳化物、硼化物）強化實現。

三、核心功能特性

1. 高強度與彈性：

• 高彈性極限和儲能比，適用于精密彈性元件（如彈簧、游絲）。

2. 耐腐蝕與無磁性：

• 鉻和鉬形成的氧化膜提供優異耐蝕性，無磁性適合電子和醫療設備。

3. 耐磨與抗疲勞：

• 高硬度和碳化物析出增強耐磨性，疲勞強度高，適用于高載荷環境。

四、應用領域

• 航空航天：彈性元件（軸尖、膜片）、高溫部件。

• 精密儀器：無磁彈簧、張絲、游絲。

• 工業制造：特殊軸承、沖壓模具、耐蝕閥門零件。

五、加工與供貨

• 產品形態：帶材（0.05~2.0 mm）、絲材（0.10~6.0 mm）、棒材（直徑20~100 mm）。

• 加工工藝：需通過冷變形（如冷軋、冷拉）結合時效處理（450~550℃保溫4小時）實現性能優化。

總結

3J21鈷基合金帶（Co40NiCrMo）通過精確的成分配比和形變強化機制，兼具高強度、耐腐蝕、無磁性和優異高溫性能，是航空航天及精密工業的關鍵材料。其性能可通過冷加工和熱處理進一步調控，滿足不同應用場景需求。具體技術參數可參考相關標準（如YB/T 5253-1993、ASTM F1058）