CN101265560A - 一种利用冷变形提高NiTiV形状记忆合金超弹性的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用冷变形提高NiTiV形状记忆合金的超弹性的方法，其特征为：对NiTiV形状记忆合金进行冷变形(其成分范围为：Ni：55.5～57.3wt％；Ti：41.8～43.4wt％；V：0.57～0.73wt％。相变点Af＝－35℃～－5℃)，当冷变形量为15～33％时，合金马氏体变体的体积明显增大，合金会获得很好的超弹性。

Description

一种利用冷变形提高NiTiV形状记忆合金超弹性的方法
技术领域
本发明涉及形状记忆合金领域，特指用冷变形提高NiTiV形状记忆合金超弹性的方法。
背景技术
随着形状记忆合金的飞速发展，NiTi基合金以其优良的形状记忆效应、超弹性以及良好的机械性能而得到了最广泛的应用。近几年来人们致力于研究NiTiX三元合金的形状记忆方面的性能也取得了极其有价值的研究成果。随着生产技术的提高和科学技术的进步，人们对记忆合金的研究开始逐渐深入，也开始对记忆合金超弹性做了一定的研究，参考文献[1](黄兵民.冷变形Ni-Ti合金的显微组织和超弹性.哈尔滨工业大学博士论文，1997)]指出了冷变量对最大完全可恢复线性超弹性应变量的影响，指出当冷变形量为22％时，弹性最好。继续增加冷变形量，线性超弹性应变量基本不发生变化。但是在众多的研究中，涉及到NiTiV形状记忆合金的研究很少。针对这一问题，本发明开发了利用冷变形提高NiTiV形状记忆合金超弹性的方法。经过查询，未见有相关专利发表。
发明内容
本发明目的在于提供一种利用冷变形的方法，提高NiTiV形状记忆合金的超弹性，扩大其应用范围，
本发明涉及一种利用冷变形提高NiTiV形状记忆合金的超弹性的方法，其特征为：对NiTiV形状记忆合金进行冷变形(其成分范围为：Ni：55.5～57.3wt％；Ti：41.8～43.4wt％；V：0.57～0.73wt％。相变点Af＝-35℃～-5℃)，当冷变形量为15～33％时，合金马氏体变体的体积明显增大，合金会获得很好的超弹性。
附图说明
图1不同冷变形下的应力-应变关系曲线
其中：a原始试样应力-应变关系曲线，b变形为4.5％时应力-应变关系曲线，c变形为15％时应力-应变关系曲线，d变形为20％时应力一应变关系曲线，e变形为27％时应力-应变关系曲线，f变形为33％时应力-应变关系曲线，g变形为27％时应力-应变关系曲线(实施例2的成分)。由图1可见，在本发明涉及的合金成分范围为内，当冷变形量为27％时，超弹性已达到最好(图1e，图1g)。
图2不同冷变形量的显微组织(×400)
其中：a原始试样的显微组织，b 15％变形量的显微组织，c 23％变形量的显微组织，d 27％变形量的显微组织。由图2可见，当冷变形量增大到27％时，马氏体变体的体积已达到最大值(图2d)。
具体实施方式
实施例1：
选取成分为，Ni：55.5wt％；Ti：41.8t％；V：0.57％。相变点Af＝-5℃的记忆合金丝材，按表1进行冷变形，选用长度为11cm，直径为1.19mm的NiCTir形状记忆合金丝，利用YJ-450液压成型机上对其冷压变形。使用压力为6MPa-14MPa(丝在大于14Mpa的压力下会承受不住压力而开裂)对记忆合金丝进行冷变形(压力与冷变形量之间的关系通过公式
Figure A20081001982100041
来计算如表1所示)。
表1压力与冷变形量之间的关系
  编号  压力大小(MPa)   变形后的厚度(mm)   冷变形量(％)
  原始试样   0   -   -
  1   6   1.1625   4.5％
  2   7   1.14   8.2％
  3   8   1.099   15％
  4   9   1.0675   20％
  5   10   1.045   23％
  6   11   1.018   27％
  7   12   0.992   30％
  8   13   0.973   33％
将经过冷变形的记忆合金丝在WDW-10微机控制电子式万能拉伸试验机进行拉伸试验，以测试其超弹性。通过对拉伸试验曲线(见图1)可以看出，当冷变形量小于15％时，对超弹性影响很小；当冷变形量为20％的时候，超弹性开始变化显著，拉伸试验得到的应力-应变关系曲线面积逐步减小，试样的残留变形进一步减小，这表明，试样的超弹性随着变形量的增加而增加(图1d)。当冷变形量为27％时，超弹性已达到最好(图1e)。继续增加冷变形量，无论是应力-应变关系曲线的形状还是变形的残余量都没有太大变化(图1f)，超弹性不再随着冷变形量的增加而上升。
实施例2：
选取成分为Ni：57.3wt％；Ti：43.4t％；V：0.73％。，相变点Af＝-35℃的记忆合金丝材，如实施例1，按表1进行冷变形，将经过冷变形的记忆合金丝在WDW-10微机控制电子式万能拉伸试验机进行拉伸试验，以测试其超弹性。通过对拉伸试验曲线(见图1g)可以看出，当冷变形量为27％时，超弹性已达到最好(图1g)。
同时将不同冷变形量的合金丝在XQ-2型试样镶嵌机上镶嵌，镶嵌后的丝经过打磨，抛光后用腐蚀剂腐蚀。腐蚀剂为氢氟酸∶硝酸＝1∶2.5。经腐蚀后的试样放在光学显微镜下观察可以看到，冷变形使NiTiV内部产生一种马氏体变体，当冷变形量增大到23％时，马氏体变体的体积明显增大，马氏体变体的形状不断增大的同时交织的也越来越复杂(见图2c)。当冷变形量增大到27％时，马氏体变体的体积已达到最大值(见图2d)，这说明，冷变形能极大的引入位错。

Claims (3)

1、开发一种利用冷变形提高NiTiV形状记忆合金的超弹性的方法，其特征为：对NiTiV形状记忆合金进行冷变形(其成分范围为：Ni：55.5～57.3wt％；Ti：41.8～43.4wt％；V：0.57～0.73wt％；相变点Af＝-35℃～-5℃)，当冷变形量为15～33％时，合金马氏体变体的体积明显增大，合金会获得很好的超弹性。
2、根据权利1所述，当冷变形量为20％的时候，超弹性开始变化显著(图1d)，拉伸试验得到的应力-应变关系曲线面积逐步减小，试样的残留变形进一步减小，这表明，试样的超弹性随着变形量的增加而增加(图1d)；当冷变形量为27％时，超弹性已达到最好(图1e)；继续增加冷变形量，无论是应力一应变关系曲线的形状还是变形的残余量都没有太大变化(图1f)，超弹性不再随着冷变形量的增加而上升。
3、根据权利1所述，冷变形使NiTiV内部产生一种马氏体变体，当冷变形量增大到23％时，马氏体变体的体积明显增大，马氏体变体的形状不断增大的同时交织的也越来越复杂(见图2c)；当冷变形量增大到27％时，马氏体变体的体积已达到最大值(见图2d)，这说明，冷变形能极大的引入位错。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102766833A (zh) * 2012-07-19 2012-11-07 镇江忆诺唯记忆合金有限公司 一种通过冷变形提高镍钛钒记忆合金超弹性的工艺

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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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