CN101240388A - 一种提高复合稀土铜锌铝形状记忆合金双程记忆效应的方法 - Google Patents

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Abstract

提高复合稀土铜锌铝形状记忆合金双程记忆效应的方法。其特征为：制备复合稀土铜锌铝形状记忆合金，其化学成分(重量百分比)为，Zn22％－26％，Al3％－4％，特种复合稀土变质剂0.2％－0.6％，余为铜。熔炼后浇注成直径为φ80×150mm的铸锭。退火处理是加热到820℃保温24小时后随炉冷却，然后去除表面2－3mm的脱锌层，再锻打至11mm厚的板材，最后轧制成0.3mm薄板。设置热处理工艺，其具体工艺为：820℃－850℃保温20－40分钟后淬入室温油中，再依次进行140－160℃油中保温20－40分钟、90－100℃水中保温20－30分钟、40－50℃水中保温20－30分钟三级时效处理。选取的预应变量分别是为15％。循环介质分别为100℃油和室温水。在此工艺参数下进行20次约束循环训练，此时双程形状记忆效应在最佳范围内。

Description

一种提高复合稀土铜锌铝形状记忆合金双程记忆效应的方法
技术领域
本发明涉及铜锌铝形状记忆合金技术领域，特别涉及一种提高复合稀土铜锌铝形状记忆合金双程记忆效应的方法。
背景技术
铜锌铝形状记忆合金成本低廉、加工性能好，近年来得到广泛的研究和发展，在基本解决铜锌铝形状记忆合金晶粒粗大，以及马氏体稳定化后，该合金逐渐进入实际推广应用阶段。如利用铜锌铝形状记忆合金所具有的感温和驱动双重功能，制作用于煤矿井下火灾监测的井下火灾防预系统装置，以及过热保护器装置。但在实际工作中如何提高铜锌铝形状记忆合金的记忆效应，保证铜锌铝形状记忆合金具有最佳的双程记忆效应，这一直是铜基形状记忆合金研究的重点之一。在冷热循环过程中，合金内部发生正逆热弹性马氏体相变，马氏体与母相之间相界面随外界温度的变化作往复迁移，界面位错在迁移过程中不断增殖，从而影响正逆热弹性马氏体相变的转变量，在合金的记忆效应上表现为双程记忆量不断减小。如何提高铜锌铝记忆合金的双程记忆效应一直是阻碍其推广应用的瓶颈问题。如何获得最佳的双程记忆效应，针对这一问题，本发明开发了一种提高复合稀土铜锌铝记忆合金形状记忆合金的双程记忆效应的方法。经过查询，未见有相关专利发表。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高复合稀土铜锌铝记忆合金形状记忆合金双程记忆效应的方法。其特征为：制备复合稀土铜锌铝形状记忆合金，其化学成分(重量百分比)为，Zn22％-26％，Al3％-4％，特种复合稀土变质剂0.2％-0.6％，余为铜。熔炼后浇注成直径为φ80×150mm的铸锭。退火处理是加热到820℃保温24小时后随炉冷却，然后去除表面2-3mm的脱锌层，再锻打至11mm厚的板材，最后轧制成0.3mm薄板。设置热处理工艺，其具体工艺为：820℃-850℃保温20-40分钟后淬入室温油中，再依次进行140-160℃油中保温20-40分钟、90-100℃水中保温20-30分钟、40-50℃水中保温20-30分钟三级时效处理。选取的预应变量分别是为15％。循环介质分别为100℃油和室温水。
附图说明
图1三级时效处理与双程记忆效应的关系(循环介质为100℃油及室温水)
选取热处理工艺为：835℃保温30分钟后淬入室温油中，再依次进行150℃油中保温30分钟、95℃水中保温25分钟和45℃水中保温25分钟的三级时效处理。选取预应变量为15％，循环介质为100℃油及室温水，此时合金的双程记忆效应最好。
图2预应变量与双程记忆效应的关系(三级时效处理，循环介质为100℃油及室温水)选取预应变量为15％，循环介质为100℃油及室温水时，合金的双程记忆效应最好。
图3循环介质为100℃油及室温水的X衍射
特征线对M(1210)和M(2010)的间距大，这说明此时合金马氏体有序度高，因此合金的双程记忆效应好。
具体实施方式
实施例1
制备复合稀土铜锌铝形状记忆合金，其化学成分(重量百分比)为，Zn24.62％，Al3.51％，特种复合稀土变质剂0.4％，余为铜。熔炼后浇注成直径为φ80×150mm的铸锭。退火处理是加热到820℃保温24小时后随炉冷却，然后去除表面2-3mm的脱锌层，再锻打至11mm厚的板材，最后轧制成0.3mm薄板。热处理工艺为：835℃保温30分钟后淬入室温油中，再依次进行150℃油中保温30分钟、95℃水中保温25分钟和45℃水中保温25分钟的三级时效处理。选取预应变量为15％，循环介质为100℃油及室温水。
实施例2
制备复合稀土铜锌铝形状记忆合金，其化学成分(重量百分比)为，Zn22.04％，Al3.99％，特种复合稀土变质剂0.6％，余为铜。熔炼后浇注成直径为φ80×150mm的铸锭。退火处理是加热到820℃保温24小时后随炉冷却，然后去除表面2-3mm的脱锌层，再锻打至11mm厚的板材，最后轧制成0.3mm薄板。热处理工艺为：820℃保温20分钟后淬入室温油中，再依次进行140℃油中保温20分钟、90℃水中保温20分钟和40℃水中保温20分钟的三级时效处理。选取预应变量为15％，循环介质为100℃油及室温水。
实施例3
制备复合稀土铜锌铝形状记忆合金，其化学成分(重量百分比)为，Zn25.98％，Al3.05％，特种复合稀土变质剂0.2％，余为铜。熔炼后浇注成直径为φ80×150mm的铸锭。退火处理是加热到820℃保温24小时后随炉冷却，然后去除表面2-3mm的脱锌层，再锻打至11mm厚的板材，最后轧制成0.3mm薄板。热处理工艺为：850℃保温40分钟后淬入室温油中，再依次进行160℃油中保温40分钟、100℃水中保温30分钟和50℃水中保温30分钟的三级时效处理。选取预应变量为15％，循环介质为100℃油及室温水。
对比例
制备复合稀土铜锌铝形状记忆合金，其化学成分(重量百分比)为，Zn24.62％，Al3.51％，特种复合稀土变质剂0.4％，余为铜。熔炼后浇注成直径为φ80×150mm的铸锭。退火处理是加热到820℃保温24小时后随炉冷却，然后去除表面2-3mm的脱锌层，再锻打至11mm厚的板材，最后轧制成0.3mm薄板。热处理工艺为：790℃保温30分钟后淬入室温油中，再依次进行180℃油中保温30分钟、75℃水中保温25分钟和30℃水中保温25分钟的三级时效处理。选取预应变量为15％，循环介质为100℃油及室温水。
对实施例和对比例工艺参数下获得的复合稀土铜锌铝记忆合金形状记忆合金，进行20次冷热约束循环训练，双程形状记忆效应见表1、图1、图2。由表1可见，实施例1到实施例3工艺参数下获得的复合稀土铜锌铝记忆合金形状记忆合金，其双程形状记忆效应最好。由图3可见，在100℃机油中约束循环训练的其特征线对，M(1210)和M(2010)的间距大，这说明此时的合金马氏体有序度高，因此合金的双程记忆效应好。
        表1热处理工艺对合金记忆效应(回复率)的影响
Figure S2008100198229D00031

Claims (2)

1、制备复合稀上铜锌铝形状记忆合金，其化学成分(重量百分比)为，Zn22％-26％，Al3％-4％，特种复合稀土变质剂0.2％-0.6％，余为铜。熔炼后浇注成直径为φ80×150mm的铸锭。退火处理是加热到820℃保温24小时后随炉冷却，然后去除表面2-3mm的脱锌层，再锻打至11mm厚的板材，最后轧制成0.3mm薄板。设置热处理工艺，其具体工艺为：820℃-850℃保温20-40分钟后淬入室温油中，再依次进行140-160℃油中保温20-40分钟、90-100℃水中保温20-30分钟、40-50℃水中保温20-30分钟三级时效处理。选取的预应变量分别是为15％。循环介质分别为100℃油和室温水。在此工艺参数下进行20次约束循环训练，此时双程形状记忆效应在最佳范围内。
2、根据权利1所述，制备复合稀土铜锌铝形状记忆合金，其化学成分(重量百分比)为，Zn24.62％，Al3.51％，特种复合稀土变质剂0.4％，余为铜。熔炼后浇注成直径为φ80×150mm的铸锭。退火处理是加热到820℃保温24小时后随炉冷却，然后去除表面2-3mm的脱锌层，再锻打至11mm厚的板材，最后轧制成0.3mm薄板。热处理工艺为：835℃保温30分钟后淬入室温油中，再依次进行150℃油中保温30分钟、95℃水中保温25分钟和45℃水中保温25分钟的三级时效处理。选取预应变量为15％，循环介质为100℃油及室温水。在此工艺参数下进行20次冷热约束循环训练，此时双程形状记忆效应达到最大值。
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