3J1 的时效温度一改，弹性和频率系数一起变

3J1 是铁镍铬钛系恒弹性合金，镍 34.5%~36.5%、铬 11.5%~13.0%、钛 2.70%~3.20%、铝 1.00%~1.80%，碳 0.05% 以下。它的弹性模量温度系数可以调到接近零，前提是时效温度落在 650~750℃ 的窗口内；温度偏 30℃，频率温度系数就从正值翻到负值。

钛 2.7%~3.2% 与铝 1.0%~1.8% 的配比

钛与铝形成 γ′ 相 Ni₃（Al,Ti），时效析出后提高弹性极限与强度，同时通过析出引起的基体成分变化调节弹性模量的温度系数。钛偏高，析出量大、强度高但频率系数偏负；钛偏低，系数偏正、强度不足。铝与钛的比例决定析出相的成分，两者要一起调。

1177 MPa 到 1471 MPa 的状态谱

固溶加时效带材抗拉不低于 1177 MPa、屈服不低于 735 MPa、延伸不低于 8%；冷轧加时效带材 1373/981/5%；冷拉加时效带材按厚度分 1471（0.5~5.0 mm）与 1373（3.0~18.0 mm）两档；热锻轧材固溶加时效 1177 MPa、延伸 10%。同一牌号五种状态，订货必须写清。

固溶 920~950℃ 的水冷

带材固溶 920~950℃ 后水冷，热轧与锻造材 950~980℃ 固溶。固溶温度低，γ′ 溶不净、时效后强度不足；温度高，晶粒粗化、冷成形开裂。水冷的目的是把高温组织固定下来，冷速不足会析出粗大相，后续时效无法消除。

650~750℃ 时效 2~4 h 的窗口

时效取 650~750℃ 保温 2~4 h 空冷或炉冷，具体温度按零件要求的频率温度系数定。取上限，系数偏负、强度略低；取下限，系数偏正、强度高。冷应变后的带材时效降到 600~700℃，丝材 500~700℃，棒材 650~750℃，形态不同、温度不同。

弹性模量的温度曲线

恒弹性合金的价值在于弹性模量随温度变化很小，这条平坦段的宽度取决于时效制度与成分。用它做振子、膜片与精密弹簧，工作温度要落在平坦段内；超出平坦段，频率漂移超出设计允许值。选材时向供方索取弹性模量温度曲线，不要只看室温模量。

冷应变量的控制

冷应变加时效路线的变形率一般控制在 20%~60%，变形率大，强度高、频率系数偏负；变形率小，强度不足。带材的冷轧总压下率与道次分配要固定，同一批不同卷的变形率不一致，时效后的弹性分散。订货时把变形率写进技术条件。

弹性后效与时效充分性

弹性后效是弹性合金的关键指标，时效不充分时后效大，精密仪表的分度误差主要来自这里。判据是加载到规定应力、保持 10 min 后的残余变形量，一般要求不超过 0.05%。时效温度过低或时间不足，后效超标，重新时效可以补救。判据与试验方法按 GB/T 34471 一类弹性合金标准执行，加载速率与保载时间都要写进报告。

弹性元件的老化与稳定化

恒弹性元件在时效后做一次人工老化（120~150℃ 保温 24~48 h），把残余的析出与应力释放掉，使用中的漂移更小。老化温度不能超过时效温度，否则等于二次时效，频率系数会跑。老化前后的频率与弹性后效各测一次，数据留档。

3J1 属 3J 系弹性合金，技术条件按 YB/T 5253 一类标准执行，牌号体系见 GB/T 15018。上海熔恒特种合金有限公司可提供带材、丝材、棒材与锻材，按状态与厚度订货，炉批与时效记录随货；需要控制频率温度系数在指定区间的批次，熔恒可配合做弹性模量温度曲线测试并附第三方报告。