GB/T 34471.2-2017 弹性合金 第2部分：恒弹性合金

　　ICS 77 . 140 . 99 H 58

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 34471 . 2—2017

　　弹性合金 第 2 部分：恒弹性合金

　　Elasticalloys—part2：Constantelasticalloys

　　2017-10-14 发布 2018-07-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 3447 1 . 2—20 17

　　GB/T 3447 1 . 2—20 17

　　前 言

　　GB/T 34471《弹性合金》分为两个部分：

　　— 第 1 部分：高弹性合金;

　　— 第 2 部分：恒弹性合金。

　　本部分为 GB/T 34471 的第 2 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 标准给出的规则起草。

　　本部分由中国钢铁工业协会提出。

　　本部分由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC 183)归口 。

　　本部分起草单位：钢铁研究总院、东北特钢集团大连精密合金有限公司、宝钢特钢有限公司、冶金工业信息标准研究院。

　　本部分主要起草人：张敬霖、于一鹏、徐晓平、沈忆、姚丽姜、张建福、颜丞铭。

　　GB/T 3447 1 . 2—20 17

　　弹性合金 第 2 部分：恒弹性合金

　　1 范围

　　GB/T 34471 的本部分规定了恒弹性合金材的分类及代号、订货内容、尺寸、外形、标记、技术要求、试验方法、检验规则、包装、贮运、标志和质量证明书等。

　　本部分适用于频率及弹性敏感元件用恒弹性合金棒材、板材、丝材和带材(以下简称合金材)。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注 日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 222—2006 钢的成品化学成分允许偏差

　　GB/T 223 . 5 钢铁 酸溶硅和全硅含量的测定 还原型硅钼酸盐分光光度法

　　GB/T 223 . 9 钢铁及合金 铝含量的测定 铬天青 S分光光度法

　　GB/T 223 . 11 钢铁及合金 铬含量的测定 可视滴定或电位滴定法

　　GB/T 223 . 19 钢铁及合金化学分析方法 新亚铜灵-三氯甲烷萃取光度法测定铜量

　　GB/T 223 . 22 钢铁及合金化学分析方法 亚硝基 R盐分光光度法测定钴量

　　GB/T 223 . 25 钢铁及合金化学分析方法 丁二酮肟重量法测定镍量

　　GB/T 223 . 26 钢铁及合金 钼含量的测定 硫氰酸盐分光光度法

　　GB/T 223 . 43 钢铁及合金 钨含量的测定 重量法和分光光度法

　　GB/T 223 . 62 钢铁及合金化学分析方法 乙酸丁脂萃取光度法测定磷量

　　GB/T 223 . 64 钢铁及合金 锰含量的测定 火焰原子吸收光谱法

　　GB/T 223 . 68 钢铁及合金化学分析方法 管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量

　　GB/T 223 . 79 钢铁 多元素含量的测定 X-射线荧光光谱法(常规法)

　　GB/T 223 . 86 钢铁及合金 总碳含量的测定 感应炉燃烧后红外吸收法

　　GB/T 228 . 1 金属材料 拉伸试验 第 1 部分：室温试验方法

　　GB/T 230 . 1 金属材料 洛氏硬度试验 第 1 部分：试验方法(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T 标尺)

　　GB/T 238 金属材料 线材 反复弯曲试验方法

　　GB/T 2970 厚钢板超声检测方法

　　GB/T 2975 钢及钢产品 力学性能试验取样位置及试样制备

　　GB/T 2976 金属材料 线材 缠绕试验方法

　　GB/T 4156 金属材料 薄板和薄带埃里克森杯突试验

　　GB/T 4162—2008 锻轧钢棒超声检测方法

　　GB/T 4339 金属材料热膨胀特性参数的测定

　　GB/T 4340 . 1 金属材料 维氏硬度试验 第 1 部分：试验方法

　　GB/T 6394 金属平均晶粒度测定方法

　　GB/T 8651 金属板材超声波探伤方法

　　GB/T 3447 1 . 2—20 17

　　GB/T 10561 钢中非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法

　　GB/T 13012 软磁材料直流磁性能的测量方法

　　GB/T 11170 不锈钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法(常规法)

　　GB/T 15006—2009 弹性合金的尺寸、外形、表面质量、试验方法和检验规则的一般规定GB/T 20066 钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法

　　GB/T 20123 钢铁 总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法(常规方法) GB/T 20125 低合金钢 多元素含量的测定 电感耦合等离子体发射光谱法

　　GB/T 21834 中低合金钢 多元素成分分布的测定 金属原位统计分布分析法

　　GB/T 22315 金属材料 弹性模量和泊松比试验方法

　　GB/T 22368 低合金钢 多元素含量的测定 辉光放电原子发射光谱法(常规法)

　　GB/T 23900—2009 无损检测 材料超声速度测量方法

　　HB/T 5220 . 18 高温合金化学分析方法 第 18 部分：二安替比啉甲烷吸光光度法测定钛含量YB/T 5242 精密合金包装、标志和质量证明书的一般规定

　　3 分类及代号

　　3 . 1 合金材按应用类别和合金特性分类。 合金的应用类别、特性及一般用途见表 1 。

　　表 1 合金应用类别、特性及一般用途

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　　3 . 2 合金材状态及代号见表 2 。

　　表 2 合金材状态及代号

　　4 订货内容

　　按本部分订货的合同应包括以下内容：

　　a) 合金牌号;

　　b ) 本部分编号;

　　c) 尺寸及精度组别(见 5 .1) ;

　　d) 重量(或数量);

　　e) 交货状态(见 7 .3) ;

　　f) 性能级别(见 7 .4) ;

　　g) 预定用途(仅对 3J53 和 3J62) ;

　　h ) 交货时间;

　　i) 由供需双方协商，并在合同中注明的项目或指标(如未注明时由供方决定);

　　j) 特殊要求(必要时)。

　　5 尺寸、外形、重量

　　5 . 1 合金材的尺寸、外形及允许偏差应符合 GB/T 15006 的有关规定。 具体级别应在合同中注明。

　　5 . 2 合金材应按实际重量交货。

　　6 标记

　　合金一般按照“合金牌号-性能级别-尺寸-交货状态-本部分编号”的方式进行标记。 加工或热处理状态应清晰明确。

　　3J ××-×××-××××× -××××-GB/T 34471.2—2017

　　l l l———————————————————尺寸(单位为毫米)

　　l—————————————————————————合金牌号

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　　示例 1 :

　　直径为 0.10 mm 的 A级 3J60 合金换能丝用冷拉丝材，其标记如下：

　　3J60-A-φ0.10-WCD-GB/T 34471.2—2017。

　　示例 2 :

　　直径为 40 mm 的 D级 3J53 合金热轧棒材，其标记如下：

　　3J53-D-φ40-WHR-GB/T 34471.2—2017。

　　7 技术要求

　　7 . 1 牌号及化学成分

　　合金的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合表 3 的规定。 在符合本部分规定物理性能的条件下，允许合金材的镍铬元素偏离，但应符合 GB/T 222—2006 表 3 的有关规定。

　　表 3 合金的牌号和化学成分

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　　7 . 2 冶炼方法

　　3J71 合金一般采用真空感应加真空电弧重熔方法冶炼，其他合金应采用真空感应炉冶炼。也可采

　　用能满足本部分要求的其他冶炼方法。 需方对冶炼方法有要求时，应在合同中注明。

　　7 . 3 交货状态

　　7 . 3 . 1 合金材一般不经热处理状态交货，交货状态见表 4 。根据供需双方协商，并在合同中注明，合金材也可以按表 4 以外的其他状态交货。

　　7 .3 .2 3J61 合金材以及用作弹性元件的 3J53 合金板、带材允许以固溶软态交货。

　　7 . 3 . 3 根据需方要求，经供需双方协商并在合同中注明，表面可经磨光(或车光)交货。

　　表 4 合金材的交货状态

　　7 . 4 物理性能

　　7 . 4 . 1 频率元件用合金的物理性能

　　7 . 4 . 1 . 1 频率元件用合金试样经按表 5 推荐热处理制度处理后的性能应符合表 5 的规定。 需方指定合金材的性能级别时，应在合同中注明，否则供方可按任一组交货。

　　7 . 4 . 1 . 2 经供需双方协商，并在合同中注明，可进行波速一致性检验，其数值应符合表 5 的规定。

　　表 5 合金材推荐热处理制度及物理性能

　　表 5(续)

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　　7 . 4 . 2 弹性元件用合金的物理性能

　　弹性元件用 3J53Y、3J62 合金试样热处理后的物理性能应符合表 6 的规定。经供需双方协商并在合同中注明，3J53 合金可提供实测数据，但不作为判定依据。

　　表 6 弹性元件用恒弹性合金 3J53、3J53Y、3J62 的物理性能

　　7 . 5 力学性能

　　7 .5 . 1 弹性元件用 3J53 合金带材及丝材交货状态的室温力学性能应符合表 7 的规定。

　　表 7 交货状态合金材的力学性能

　　7.5.2 弹性元件用 3J53、3J62 合金材取样后，按表 6 同热处理后的室温力学性能应符合表 8 的规定。

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　　表 8 3J53、3J62 合金经热处理后的力学性能

　　7 . 6 工艺性能

　　7.6. 1 弹性元件用的公称厚度为 0.20 mm~1.00 mm 的 3J53 合金软态带材的杯突值应不低于 8.5 mm。

　　7.6.2 弹性元件用的公称直径为 1.00 mm~3.00 mm 的 3J53Y、3J62 合金冷拉丝材应进行弯曲试验。弯曲半径等于丝材直径，弯曲 90°后不应出现裂纹和断裂。

　　7 .6 .3 弹性元件用的直径不大于 1 .0 mm 的 3J53Y、3J62 合金冷拉丝材应进行缠绕试验。缠绕芯棒的直径不大于丝材直径的 3 倍，缠绕圈数不少于 8 圈，缠绕后丝材不应发生断裂。

　　7 . 7 超声检测

　　公称直径或边长不小于 12 mm 的合金棒材应进行超声检测，其验收级别应符合 GB/T 4162—2008

　　中 A 级的规定。 根据需方要求，经供需双方协商，超声检测也可在半成品扁坯上进行。

　　7 . 8 表面质量

　　合金材的表面质量应符合 GB/T 15006 的有关规定。

　　7 . 9 特殊要求

　　根据需方要求，并经供需双方协商，可增加下列特殊要求：

　　a) 磁感应强度;

　　b ) 矫顽力;

　　c) 硬度 ;

　　d) 晶粒度;

　　e) 非金属夹杂物;

　　f) 其他物理性能;

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　　g) 合金板材的超声检测;

　　h) 其他特殊要求。

　　8 试验方法

　　8 . 1 合金材的检验项目及试验方法应符合表 9 的规定。

　　表 9 检验项目、取样数量、取样部位及试验方法

　　8 . 2 合金的化学成分分析按 GB/T 11170、GB/T 20123、GB/T 22368 或通用的试验方法进行分析，但仲裁时应按 GB/T 223 . 5、GB/T 223 . 9、GB/T 223 . 11、GB/T 223 . 19、GB/T 223 . 22、GB/T 223 . 25 、 GB/T 223 . 26、GB/T 223 . 43、GB/T 223 . 62、GB/T 223 . 64、GB/T 223 . 68、GB/T 223 . 79、GB/T 223 . 86 、 GB/T 20125、GB/T 21834、和 HB/T 5220 . 18 的有关规定进行。 银、锆、锗的检验方法由供需双方协商。

　　8.3 公称直径 3.0 mm~10.0 mm 的合金棒(丝)材与厚度不小于 1.5 mm 的合金带材，应在合金材上任意部位取样;其他尺寸的合金材，应在与成品状态相同(同批号、相同冷加工变形量及热处理状态)的半

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　　成品上取样。

　　8.4 公称直径为 5.0 mm~8.0 mm 的合金棒(丝)材，应在合金材上任意部位取样;其他尺寸的合金材，

　　应在与成品状态相同(同批号、相同冷加工变形量及热处理状态)的半成品上取样。

　　9 检验规则

　　9 . 1 检查和验收

　　合金材的检查和验收由供方技术质量监督部门进行。

　　9 . 2 组批规则

　　合金材应按批提交检查和验收。 每批应由同一牌号、同一熔炼炉号、同一规格、同一交货状态、同一热处理炉次的合金材组成。

　　9 . 3 取样部位和取样数量

　　合金材检验项 目 的取样数量和取样部位应符合表 9 的规定。

　　9 . 4 复验与判定规则

　　9 . 4 . 1 合金的化学成分分析不合格时，允许重新取样对不合格项目进行复验，如仍不合格，则该炉合金判为不合格。

　　9 . 4 . 2 合金材试样热处理后的物理或力学性能试验结果如有一项不合格时，允许从原合金材上重新取初验相同数量试样变更热处理制度进行物理性能和力学性能复验，如有一项仍不合格，则该批判为不合格。

　　9 . 4 . 3 合金材的工艺性能若初验结果不合格，允许取双倍数量试样进行该不合格项 目 的复验。 复验结果如有一支试样不合格，则判该批合金材不合格。 允许供方逐支(张、卷、盘)进行检验，合格者方可交货。

　　9 . 4 . 4 尺寸、外形、超声检测结果不合格，则逐支判为不合格。

　　10 包装、贮运、标志和质量证明书

　　合金材成品的包装、贮运、标志和质量证明书应符合 YB/T 5242 的规定。

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　　附 录 A

　　(规范性附录)

　　弹性及频率性能测试方法

　　A.1 弯振及扭振频率温度系数、机械品质因数、弹性模量及其温度系数的制样与测量

　　A.1 . 1 取样方法及热处理制度

　　样品按 GB/T 22315 进行取样及测试，并满足相应测量装置的要求。 试样的热处理制度应按照本部分表 5 及表 6 的推荐热处理制度进行。

　　A.1 . 2 频率温度系数的测量

　　合金试样的扭振共振基频测量按 GB/T 22315 的规定或用电桥法进行。 弯振共振基频的测量按GB/T 22315 规定进行。 频率温度系数的计算按 GB/T 15006 的规定进行。

　　A.1 . 3 机械品质因数的测量

　　弯振的机械品质因数的测量和计算按 GB/T 15006 的规定进行。 扭振机械品质因数的测量用供需双方认可的测试装置进行。

　　A.1 . 4 弹性模量及弹性模量温度系数的测量

　　杨氏模量、切变模量测量用试样按 GB/T 22315 的规定和相应测试装置要求制备，测量按 GB/T 22315的相应测试方法的规定进行。

　　切变模量温度系数βG 按式(A.1)计算，杨氏模量温度系数βE 按式(A.2)计算。

　　βG =2βft - α …………………………( A.1 )

　　βE =2βf - α …………………………( A.2 )

　　式中：

　　E — 杨氏模量温度系数，×10-6/℃;

　　βft — 扭振频率温度系数，×10-6/℃;

　　βf — 弯振或纵振频率温度系数，×10-6/℃;

　　α — 材料在测量温区的平均线膨胀系数。默认情况下可参照附录 D 取值，经供需双方协商，也

　　可按 GB/T 4339 测量。

　　A.2 波速值的测量与波速一致性计算

　　A.2 . 1 纵振波速值的测量

　　纵振波传播速度的测量按 GB/T 15006—2009 中附录 A 的规定，采用磁致伸缩方法进行。 也可按GB/T 23900—2009 附录 A 的精确测量方法，采用双方认可的测试装置及试样尺寸进行。

　　A.2 . 2 扭振波的测量

　　扭振(剪切)波速值的测量用试样按 GB/T 22315 的规定和相应测试装置要求制备，采用圆杆试样

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　　(其形状因子为 1) 。扭转共振的基频按 GB/T 22315 的相应测试方法的规定进行。 由测得的扭转共振

　　基频 f按式(A.3)计算扭振波传播速度：

　　vt =2fl …………………………( A.3 )

　　vt — 扭振波传播速度，单位为米每秒(m/s) ;

　　f — 试样的扭振共振基频，单位为千赫兹(kHz) ;

　　l — 试样长度，单位为毫米(mm)。

　　扭振(剪切)波速值的测量也可参考 GB/T 23900—2009 附录 A 的精确测量方法(如磁致伸缩法)，采用双方认可的测试装置及试样尺寸进行。

　　A.2 . 3 波速一致性计算

　　波速一致性(标准偏差)按式(A. 3)计算：

　　S=槡 …………………………( A.4 )

　　式中：

　　S — 试样的纵(扭)振波传播速度 波速值 的标准偏差，单位为米每秒(m/s) ;

　　n — 试样个数;

　　Xi— 第 i个试样的纵(扭)振波传播速度 波速值，单位为米每秒(m/s) ;

　　X —n个试样纵(扭)振波传播速度波速值的平均值，单位为米每秒(m/s)。

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　　附 录 B

　　(规范性附录)

　　3J60 合金纵振频率性能测试装置及测试方法

　　B.1 测试试样、测试条件与方法

　　B.1 . 1 对长度为 12 mm~20 mm 的试样，其长度的测量误差应小于 0.02 mm;试样应笔直，端面切平，端面与轴线垂直度不大于 0 . 2,无变形。 试样热处理后，应轻拿轻放，不应产生变形应力。

　　B.1 .2 测量仪器(频率发生器，频率计数器)的稳定度应不低于 1×10-6/24 h。测量时输入信号电压为1 V。

　　B.1 . 3 采用“偏磁场纵振法”，在二次谐波下进行测量。

　　测量装置的示意图、测试头(测量线圈)见图 B. 1 和图 B. 2 。

　　图 B.1 测量装置示意图

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　　说明：

　　信号激励接收装置： 测量装置：

　　F1 — 偏磁场线圈骨架; φ1~φ5 — 测量线圈;

　　F2 — 测试线圈骨架; L0~L6 — 测量线圈。

　　C1 — 激励线圈;

　　C2 — 接收线圈。

　　图 B.2 偏磁场线圈和测量线圈总装图

　　B.1 . 4 测量线圈的主要参数如下：

　　—φ1 : 0.5 mm; —L0 : 12.0 mm;

　　—φ2 : 2.1 mm; —L1 : 8.0 mm;

　　—φ3 : 8.0 mm; —L2 : 2.0 mm;

　　—φ4 : 11.0 mm; —L3 : 2.0 mm;

　　—φ5 : 31.0 mm; —L4 : 2.0 mm;

　　—L5 : 4 . 0 mm ; —L6 : 2 . 0 mm ;

　　— 激励线圈：d=0 . 06 mm 漆包线，800 匝 。

　　— 接收线圈：d=0 . 06 mm 漆包线，800 匝 。

　　B.1 . 5 试样应放在测试孔的最佳位置;偏磁场大小也应根据试样直径的大小适当调整，推荐采用可变偏磁场。 试样在测试孔中的位置和碥磁场大小是否合适的主要标志是输出信号强弱，灵敏度高低，是否不出现异常现象等。

　　B.1 .6 因为 3J60 合金机械品质因数低，共振频率特性曲线十分平坦，给判断共振频率造成很大困难。建议反复测量 5 次，取其算术平均值作为试样的共振频率。

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　　B.2 测量计算公式

　　B.2 . 1 频率温度系数

　　频率温度系数按式(B. 1)计算。

　　…………………………( B.1 )

　　式中：

　　βf — 频率温度系数，单位为每摄氏度(1/℃) ;

　　t0 — 室温(20 ℃ ± 5 ℃ ) ;

　　t1 — 测量温度，单位为摄氏度(℃ ) ;

　　f0 — 室温 t0下测量的频率，单位为赫兹(Hz) ;

　　f1 — 测量温度 t1下测量的频率，单位为赫兹(Hz)。

　　频率温度系数βf 按室温至高温端，室温至低温端两段进行计算，每段的频率温度系数 βf 数值均应符合标准要求。试样加热(冷却)设备恒温区应大于试样长度，恒温区温度相差不大于 5 ℃。测量时，先测高温段，后测低温段，在随炉升(降)温条件下，保温 30 min后，进行测试。测量精度不低于 1 ℃。

　　B.2 . 2 纵振波传播速度

　　纵振波传播速度按式(B. 2)计算。

　　…………………………( B.2 )

　　式中：

　　℃ — 纵振波速，单位为米每秒(m/s ) ;

　　L — 试样长度，单位为毫米(mm) ;

　　fn —n次谐波下的共振频率，单位为千赫兹(kHz) ;

　　n — 谐波次数。

　　B.2 . 3 机械品质因数

　　机械品质因数按式(B. 3)计算。

　　Q …………………………( B.3 )

　　式中：

　　Q — 机械品质因数;

　　f0 — 共振频率，单位为赫兹(Hz) ;

　　Δf3dB — 谐振峰 3 dB处带宽，单位为赫兹(Hz)。

　　B.2 . 4 谐振传输衰减

　　谐振传输衰减按式(B. 4)计算。

　　N …………………………( B.4 )

　　式中：

　　N — 谐振传输衰减，单位为分贝(dB) ;

　　V出— 谐振时输出电压，单位为毫伏(mV) ;

　　V入— 谐振时输入电压，单位为毫伏(mV)。

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　　附 录 C

　　(规范性附录)

　　3J53Y合金磁性的测定

　　C.1 试样

　　在直径为 4 mm~6 mm 的冷拉坯料上取 2 支长度为 150 mm~160 mm 的试样，测试合金的磁感应强度 B 和矫顽力 Hc 。试样测试前须经 750 ℃ ± 10 ℃保温 1 h 的时效热处理。

　　C.2 测量装置及环境

　　采用冲击法磁性材料测量装置，测量环境温度为 20 ℃ ± 5 ℃。

　　C.3 测量磁场

　　测量磁场为 24 kA/m (300 Oe) ,磁场源采用 CJS-1 型螺线管，东西方向放置。

　　C.4 测量方法

　　测量方法为抛脱法。

　　C.5 探测线圈

　　探测线圈为以 φ0. 1 mm 的导线在直径为 7 mm~8 mm 的无磁绝缘管上 1 cm 长度内绕 500 匝。

　　测磁感应强度 B 时匝数自定。 线圈应置于试样中心部位。

　　C.6 其他说明

　　经供需双方协商一致，合金试样的磁性能检验，也可按照其他能满足要求的方法，如 GB/T 13012进行。

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　　附 录 D

　　(资料性附录)合金参考性能

　　冷加工加时效状态合金材的物理性能和力学性能参见表 D. 1 。

　　表 D.1 冷加工加时效状态合金材的参考物理性能和力学性能