基本介紹
- 中文名：彈性合金
- 外文名：Elastic alloy
- 類型：精密合金
- 套用：精密儀器製造
- 學科：材料科學
- 分類：高彈性、恆彈性合金
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介紹
彈性合金是精密合金的一類，用於製作精密儀器儀表中彈性敏感元件、儲能元件和頻率元件等彈性元件。彈性合金除了具有良好的彈性性能外，還具有無磁性、微塑性變形抗力高、硬度高、電阻率低、彈性模量溫度係數低和內耗小等性能。
彈性合金包括Fe-Ni-Cr系、Ni-Ct系、Ni-Cr-Nb系、Ni-Co-Cr系、Nb-Ti系、Fe-Ni-Co系等。 此外，實際常用的還有銅基合金，如錫磷青銅、鈹青銅等。 彈性合金用於精密儀表中的彈性敏感元件、儲能元件和頻率元件。
分類及套用
它一般分為高彈性合金和恆彈性合金，前者要求具有高的彈性極限、低 的滯彈性效應，耐熱性好，可在較高的溫度下工作；後者要求在一定的溫度範圍內彈性模量幾乎不隨溫度變化。根據對物理、化學性能的要求，彈性合金分為高溫高彈性合金、高溫恆彈性合金、耐蝕高彈性合金、耐蝕恆彈性合金、高導電高彈性合金、磁-彈合金、非鐵磁性彈性合金、無磁或弱磁恆彈性合金等。
此外，銅基彈性合金套用也很普遍，這類合金的特點是無磁和導電良好。錫磷青銅主要用於導電性能良好的彈簧接觸片或其他彈簧、精密儀表中的耐磨和抗磁彈性元件等。鈹青銅用於製造重要的彈簧和彈性元件，由於其彈性模量低，而彈性極限又相對的高，故在製作膜片、膜盒、波紋管及微型開關方面，得到廣泛套用。彈性合金一般都在真空中冶煉，半成品或成品元件亦多在真空或保護氣氛中進行熱處理。
高彈性合金
高彈性合金應具有的基本特性為：高的 彈性極限、高的強度、低的滯彈性效應；根據使用條 件的不同，還應具有相應的耐蝕、耐溫、耐疲勞、無 磁、高導電等性能。高彈性合金按其組成可分為：Fe 基高彈性合金（如Ni36CrTiAl，Ni36CrTiAlMo5， Ni36CrTiAlMo8等）； Co基高彈性合金（如 Co40NiCrMo，Co40NiCrMoW，Co40TiAl，Elgiloy，Nivaflex等）；Cu基高彈性合金（如鈹銅、銅鈦、磷青銅、 德銀等）；Ni基高彈性合金（如NiBe2，ЗП578，Inconel 718，Rene 95等）；Nb基高彈性合金（如55NbTi-Al Nb25-Ti，Nb-10Ti-5Mo等）。這類合金經彌散 強化或經形變強化而獲得高彈性性能。此外，馬氏 體時效不鏽鋼是近來很受重視的高彈性材料。高彈 性合金主要用於膜盒、膜片、扭桿等彈性敏感元件， 發條，彈簧等儲能元件以及儀表軸承和軸等。
恆彈性合金
恆彈性合金是在一定溫度範圍內其彈性模量幾乎不隨溫度變化的合金。恆彈性合金按化學成分可分為：NiFe系（如Ni42CrTiAl，Ni43CrTiAl，Ni42CrTiAlMoCu 等合金）；Co-Fe系（如Co-elinvar以及在此基礎上，調 整成分的V-、Mo-、W-、Mn-elinvar和Elcolloy等），以 上兩類系鐵磁性恆彈性合金；Nb基恆彈性合金（包 括Nb-Zr系和Nb-Ti系）；Pd基恆彈性合金（包括 Pd-Au、Pd-Rh和Pd-Mn等系列），以上兩類系順磁性 恆彈性合金；Fe-Mn系（含Mn約30%，並添加適量 的Co、Ni、Cr、W、V、C等元素，余Fe），Mn基恆彈性 合金（包括Mn-Ni、Mn-Cu、Mn-Ge等系列），Cr基恆 彈性合金（包括Cr-Fe-Mn和Cr-Co系），以上三類系 反鐵磁性恆彈性合金。傳統的恆彈性合金都是晶態 的，自1970年以來，隨著非晶態金屬材料的發展， 發現一系列非晶態合金具有恆彈性特性，引起了人 們的注意。恆彈性合金主要用於遊絲、懸絲、膜 盒、機械濾波器、標準頻率元件、延遲線等。
此外，銅基彈性合金套用也很普遍，這類合金的特點是無磁和導電良好。錫磷青銅主要用於導電性能良好的彈簧接觸片或其他彈簧、精密儀表中的耐磨和抗磁彈性元件等。鈹青銅用於製造重要的彈簧和彈性元件，由於其彈性模量低，而彈性極限又相對的高，故在製作膜片、膜盒、波紋管及微型開關方面，得到廣泛套用。彈性合金一般都在真空中冶煉，半成品或成品元件亦多在真空或保護氣氛中進行熱處理。
生產工藝
採用真空冶煉，對微結構有特殊要求的必須採用雙真空熔煉，即將真空熔煉鑄造出來的電極，再用真空自耗爐或電渣爐重熔，制出低氣體夾雜物的鋼錠。鍛軋前的加熱溫度一般為1150～1200℃，終加工溫度不低於900℃。彈性合金錠子的縮孔一般都比較深，鍛軋時必須予以注意。
特點
具有高的彈性極限、比例極限、持久極限，低的彈性後效、彈性滯後、應力鬆弛，具有一定的彈性模量和切變模量。有些合金還具有低的彈性模量（切變模量）溫度係數，高的機械品質因數。
