CN1034025A - 铁、锰、钴系形状记忆合金 - Google Patents
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Abstract
Fe-Mn-Co系形状记忆合金。冶炼方法简单,
成分易于控制。相变温度可在很宽的成分范围内调
整。合金冷热加工成型性好,合金价格相当便宜,合
金不经复杂热处理就可获得很好的形状记忆效应。
形状记忆动作温度范围较小,施以变形的温度区间很
宽,合金通过适当热处理可获得双程形状记忆效应。
由于本合金系的较高强度和韧性以及无磁、抗低温及
耐腐蚀性,合金即可作内纯功能材料又可作为功能结
构材料使用。
Description
Fe-Mn-Co系形状记忆合金属于功能材料结构材料的加工制造领域。
目前国际及国内加工制造记忆合金领域中,主要有Ni-Ti基记忆合金,Cu基记忆合金,Fe基记忆合金,在这些制造工艺以及记忆功能方面都存在着不同缺点和不足,如Ni-Ti基形状记忆合金虽有很好的形状记忆性能。但冶炼复杂,加工成型性较差,费用昂贵。Cu基记忆合金虽有较好的记忆性能,但稳定性及机械性能均较差。Fe基记忆合金中,Fe-Ni-Ti(-C )合金冶炼条件要求严格,且其相变温度处于低温区间(约-80C以下),价格也较贵。Fe-Mn-Si合金(文献1、T.Marki and I.Tamura Proccedings of the International Conferrence on Martensitic Transformations(1986)PP.963-970。2、A.Sato and T.Mori 1986年桂林国际马氏体相变会议文集(SMA-86),353。)加工成型性较差,冶炼要求也较严格。因此,开发冶炼加工过程简单,成本低廉,具有较好的形状记忆效应(SME)的新型合金是一关键。
本发明的目的在于研制冶炼、加工和处理过程简单的、廉价的、具有较好SME的新型记忆合金。
本发明的基本原理:合金的母相与新相(即ε马氏体)均是无序的,ε马氏体不是热弹性的,Fe-Mn合金的反铁磁有序化温度低于合金的马氏体转变温度即TN<MS时,才有可能有较好的形状记忆效应,较高的母相屈服强度和ε相的C/a值接近1.633时,有利SME的提高,应力诱发ε马氏体的可以逆转变是产生形状记忆的根本原因。
本发明的记忆合金各种的材料组成如下:
Fe含量:55-75wt%;
Mn含量:20-30wt%;
Co含量:1-7wt%;
其它添加元素:Nb,Si,Ni,Cr,Al,Mo,V等,范围均为0-7wt%;
杂质含量:C<0.02wt%,S.P总量<0.010wt%
气体(O、N、H等)总量<200ppm。
在常压下中频感应电炉冶炼经1150C×24h均匀化退火后,锻造(操作温度为1150-900C),轧制(操作温度为1130-900C)。截面为7×40mm的板可一次轧成1.6mm厚板,第二次可轧至0.9mm厚板。可冷轧成0.5mm厚板。该系合金还可拨丝至直径为0.5mm的丝材。合金轧制后的晶粒度可达5-8级。
在一定的变形量内,该记忆合金在热轧状态不经任何处理即可获得完全的SME。合金的相变点(MS、Tr N、AS、Af等)可在很宽范围(例MS=-50-70C)内调整。形状恢复的敏感温度区间最窄可达60C,该合金在-196-80C间变形,均可获得较好的SME,经变形-加热恢复的反复处理,在一定的循环次数内,有较高的SME,经约束加热处理,形变热循环处理和冷轧处理,均会产生双程形状记忆效应(TWSME)。
机械性能:σS=15-25kgf/mm2,σb=70-90kgf/mm2,ψ=5-15%。
物理化学性能:无磁、抗低温、耐腐蚀。
该记忆合金的冶炼方法简便,成分易于控制。合金成份可根据实际使用要求在较宽范围内调整,相变温度和形状记忆的动作温度也可在很宽温度范围内调整。冷热加工过程简便,成型性能好,可获得各种规格和尺寸的材料,合金成本相当便宜,不经复杂热处理就可获得很好的SME,形状记忆动作温度范围较小,施以变形的温度区间很宽。合金通过适当的“训练”处理还可获得双程形状记忆效应。
由于本合金具有较好的机械性能和物理化学性能,合金既可用魑抗δ懿牧希缈匚略鹘谄骷?也可用作为功能结构材料,如在需要较高强度和韧性的、无磁、低温及耐腐蚀条件下使用的器件如管接头、海底连接件、核电站连接件等。
实施例:
例1:Fe-25Mn-6C0,Ms=56C,Tr N=-10C,AS=156C,Af=277C,在-196-80C变形,当变形量小于1.0-1.5%时,可获得完全的SME。马氏体状态时,σS=17kgf/mm2,σb=78kgf/mm2,无磁、耐腐蚀。热轧态晶粒度5-6级。
例2、Fe-25Mn-3C0-1.4Si,当变形量为4%时,SME=60%。
例3、Fe-25Mn-4C0-0.1Nb,热轧态晶粒度6-7级,当变形量为4%时,SME=55%。
Claims (3)
1、一种形状记忆合金,本发明的特征为:
Fe 55-75wt%
Mn 20-30wt%
Co 1-7wt%
Nb、Si、Ni、Cr、Al、Mo、V均 0-7wt%
C<0.02wt%、S、P总量<0.010wt%、气体总量<200ppm
2、如权利要求1所述:其特征为在常压冶炼浇注后,经1150C×24h均化退火,1150-900锻造,1130-900C热轧,且也可冷轧。
3、如权利要求2所述:其特征为工作范围为-196-80C。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 88100169 CN1034025A (zh) | 1988-01-07 | 1988-01-07 | 铁、锰、钴系形状记忆合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 88100169 CN1034025A (zh) | 1988-01-07 | 1988-01-07 | 铁、锰、钴系形状记忆合金 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CN1034025A true CN1034025A (zh) | 1989-07-19 |
Family
ID=4831206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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CN 88100169 Pending CN1034025A (zh) | 1988-01-07 | 1988-01-07 | 铁、锰、钴系形状记忆合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1034025A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103866180A (zh) * | 2012-12-11 | 2014-06-18 | 北京有色金属研究总院 | 一种铁锰铝镍合金薄板的制备加工方法 |
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1988
- 1988-01-07 CN CN 88100169 patent/CN1034025A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103866180A (zh) * | 2012-12-11 | 2014-06-18 | 北京有色金属研究总院 | 一种铁锰铝镍合金薄板的制备加工方法 |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C01 | Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |