一種形狀記憶合金的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的一種形狀記憶合金，包括鈦、鎳、鐵、鉬四種金屬元素，其特征在于，另外添加錳、釹兩種元素，所述形狀記憶合金具體組分含量包括0.1—2at%的錳、0.2-0.4at%的釹、42—60at%的鈦、40%-45at%的鎳、0.5-3at%的鐵和0.2-1.5at%的鉬。該形狀記憶合金，作為功能材料可以在環(huán)境條件很苛刻的情況下使用，具有非常高的安全系數(shù)，延長的服役壽命，并且具有很廣泛的工業(yè)應(yīng)用范圍，例如應(yīng)用為眼鏡框架、記憶性纜線，記憶性閥門組件，記憶性人體器官功能件等。
【專利說明】一種形狀記憶合金

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新材料領(lǐng)域，具體涉及一種形狀記憶合金。

【背景技術(shù)】
[0002]形狀記憶效應(yīng)是指材料在馬氏體狀態(tài)受力發(fā)生形變后，當(dāng)溫度升高至母相狀態(tài)時，材料的形狀恢復(fù)到形變前形狀的現(xiàn)象。
[0003]全程記憶效應(yīng)是指材料在馬氏體相變結(jié)束溫度以下變形，加熱到母相相變結(jié)束溫度以上時，恢復(fù)母相的原始形狀，進(jìn)一步冷卻至溫度以下時，材料形狀變至加熱時相反方向的形狀，在隨后的加熱冷卻循環(huán)過程中，呈現(xiàn)可逆的形狀記憶效應(yīng)。
[0004]目前常用的獲得全程記憶效應(yīng)的方法是將富鎳的鎳鈦合金進(jìn)行中溫時效處理，該方法獲得的全程記憶回復(fù)率較低，通常約為60-80%，此外，全程記憶效應(yīng)隨熱循環(huán)次數(shù)的增加，回復(fù)率逐步減弱，全程記憶效應(yīng)的熱循環(huán)穩(wěn)定性較差。
[0005]在基礎(chǔ)的鈦鎳鐵鑰合金基礎(chǔ)上，通過添加高純度的釹來提高合金的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、應(yīng)力松弛穩(wěn)定性和耐腐蝕性，開發(fā)出新型的高強(qiáng)度低溫形狀記憶合金，可以拓寬其惡劣環(huán)境的使用范圍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在提供一種形狀記憶合金，提高強(qiáng)度及應(yīng)用寬度。
[0007]此形狀記憶合金，在鈦、鎳、鐵、鑰四種金屬元素的基礎(chǔ)上，另外添加錳、釹兩種元素，所述形狀記憶合金具體組分含量包括0.1一2at%的猛、0.2-0.4at%的釹、42—60at%的鈦、40%-45at% 的鎳、0.5-3at% 的鐵和 0.2-1.5at% 的鑰。
[0008]并且，對于變相溫度，馬氏體開始變相溫度為-150 — +30°C，形狀記憶效應(yīng)為3-10%ο
[0009]有益效果:
1.該形狀記憶合金，添加高純度釹稀土元素來提高形狀記憶合金的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、應(yīng)力松弛穩(wěn)定性以及耐腐蝕性能；
2.該形狀記憶合金材料與具有相同鐵、鑰原子百分比的鈦鎳鐵鑰記憶形狀合金相比，在-150°C — +30°C之間具有更高的強(qiáng)度，更好的應(yīng)力松弛穩(wěn)定性和耐腐蝕性能；
3.該形狀記憶合金材料作為功能材料可以在環(huán)境條件很苛刻的情況下使用，具有高安全系數(shù)，延長的服役壽命，具有很廣泛的工業(yè)應(yīng)用范圍，例如應(yīng)用為記憶性纜線，記憶性閥門組件，記憶性人體器官功能件。

【具體實施方式】
[0010]實施例1
本發(fā)明的一種形狀記憶合金，為實現(xiàn)目的，可以以如下步驟進(jìn)行制作:
I)將形狀記憶合金在真空環(huán)境下進(jìn)行高溫固溶熱處理； 2)爐冷或者淬火；
3)然后，進(jìn)行雙級時效(定型)熱處理，使形狀記憶合金獲得全程記憶效應(yīng)。
[0011]其中，
步驟I)中的形狀記憶合金富鎳，鎳采自鈦鎳合金或者鈦鎳鉻合金，其中鎳元素的原子百分含量為50%-52%。
[0012]步驟I)中，所述的高溫固溶熱處理，固溶溫度為850-900度，
固溶時間為l_3h。
[0013]步驟3)中，所述的雙級時效(定型)熱處理制度為:一級時效溫度為450-550度，時效時間為2-4h，二級時效溫度為420-520度，時間為l_15h。
[0014]在本發(fā)明的使形狀記憶合金獲得全程記憶效應(yīng)的方法中，可先將
形狀記憶合金板材或者絲材，在高溫固溶熱處理之前先進(jìn)行表面清洗，去除油污。
[0015]實施例2
此形狀記憶合金，具體組分包括0.1—2at%的錳、0.2-0.4at%的釹、42— 60at%的鈦、40%-45at%的鎳、0.5-3at%的鐵和0.2-1.5at%的鑰。并且上述各組分的含量之和為100%。
[0016]另一種制備方法和步驟如下:
O按上述質(zhì)量百分比稱取100g組分物；
2)將上述稱取的鈦、鎳、鐵、鑰、釹原料放入非自耗真空電弧爐內(nèi)，抽真空至3-4X 13Pa,充入高純氬氣至1.01 X 15Pa,然后在2800°C—3000°C反復(fù)熔煉5_8次之的鈦鎳鐵鑰釹錠材。
[0017]3)進(jìn)一步在真空熱處理爐內(nèi)進(jìn)行熱處理，即得一種本發(fā)明的鈦鎳鐵鑰釹形狀記憶
I=1-Wl O
[0018]對上述制得的錠材壓制成板材后，采用線切割方式獲得各種試樣。
[0019]例如，可以制成不同應(yīng)用性的板材、型材或者絲材。
[0020]或者還可以用于加工管接頭材、人造骨骼或者眼鏡框架。
[0021]制成在土木工程建筑中用于電力纜線、橋梁支撐和礦井，在海運和船舶領(lǐng)域中用于打撈、牽引等，在娛樂領(lǐng)域用于纜車和化學(xué)吊索的纜線，也具有很實用很廣泛的應(yīng)用性。
[0022]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施案例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變換、采用類似的方式替代以及等效結(jié)構(gòu)的變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種形狀記憶合金，包括鈦、鎳、鐵、鑰四種金屬元素，其特征在于，另外添加錳、釹兩種元素，所述形狀記憶合金具體組分含量包括0.1一2at%的猛、0.2-0.4at%的釹、42—60at% 的鈦、40%-45at% 的鎳、0.5_3at% 的鐵和 0.2-1.5at% 的鑰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶合金，其特征在于，所述形狀記憶合金中，鎳元素的原子百分含量為50%-52%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶合金，其特征在于，所述形狀記憶合金為板材、型材或者絲材。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶合金，其特征在于，可用于加工管接頭材料、人造骨骼、眼鏡框架。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的形狀記憶合金，其特征在于，馬氏體開始變相溫度為_150°C一+30°C，形狀記憶效應(yīng)為3_10%。
【文檔編號】C22C14/00GK104388754SQ201410765327
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】翁宇飛, 李力南, 胡玉青 申請人:蘇州寬溫電子科技有限公司