CN103866180A - 一种铁锰铝镍合金薄板的制备加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁锰铝镍合金薄板的制备加工方法，属于金属材料领域。铁锰铝镍合金薄板的合金成分重量百分比组成为：铁44％～60％、锰28％～40％，镍7％～12％和铝4％～8％，合金经过熔铸，热锻，热轧和冷轧制备加工得到薄板。本发明的方法能顺利制备出厚度为0.6~1mm的铁锰铝镍合金薄板，加工过程简单可行，特别适合于规模生产与应用。

Description

一种铁锰铝镍合金薄板的制备加工方法

技术领域

本发明涉及一种铁锰铝镍合金薄板的制备加工方法，属于金属材料领域。

背景技术

形状记忆合金具有独特的形状记忆效应，成为近年来工程研究、开发和应用的智能材料热点。形状记忆合金研究较为成熟的是钛镍基形状记忆合金，目前已经在航空、航天等国防军工等领域有了成熟的应用。但是由于钛镍形状记忆合金价格昂贵，加工过程繁琐，限制了其应用领域。而铁基形状记忆合金具有成本低廉，强度高，适合大规模工艺生产的特点，在民用领域有广阔的应用前景。

铁锰铝镍合金是铁基记忆合金中性能较为优越的一种，因为其晶粒极其容易长大，所以在加工过程中容易出现开裂等现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁锰铝镍合金薄板及其制备方法，本发明针对铁锰铝镍合金薄板加工制备过程，提供了从铸锭，锻造，热轧到最后冷轧的加工工艺方法，解决了铁锰铝镍合金薄板制备加工难题。

为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种铁锰铝镍合金薄板的制备加工方法，其中，材料合金成分重量百分比组成为：铁44％～60％、锰28％～40％，镍7％～12％和铝4％～8％，合金经过熔铸，热锻，热轧和冷轧制备加工得到薄板。

上述铁锰铝镍合金薄板的制备加工方法，具体包括如下步骤：

（1）熔铸：按重量百分比称取原料，铁44％～60％、锰28％～40％，镍7％～12％，铝4％～8％；首先，在真空熔炼炉中将铁原料加热熔化，升温至1550～1600℃至铁完全熔化，然后充入氩气并调整真空度至0.5～0.8Pa，然后加入锰，充入氩气将压力升至0.1～0.12MPa；加入镍和铝后，用石磨棒搅拌均匀；水冷铜模直接浇铸成铸锭，制得铁锰铝镍合金铸锭；

（2）热锻：将上述制得的铁锰铝镍合金铸锭在1000～1250℃锻造，铸锭锻造后得到铁锰铝镍合金厚板；

（3）热轧：将锻造获得的铁锰铝镍合金厚板在1000～1200℃，以每道次15%～40%的加工量轧制进行热轧，获得铁锰铝镍合金的热轧板材或板坯；

（4）冷轧：将得到的热轧板材或板坯进行冷轧，冷轧工艺为道次变形量为10%～25%，每火次的加工量不超过55%，退火温度为750～950℃，得到铁锰铝镍合金冷轧薄板。

步骤（2）中，锻造的道次变形量为45~55%，锻造后得到厚板的厚度为15~30mm。

步骤（3）中，铁锰铝镍合金的热轧板材或板坯的厚度为2~10mm，优选为2~4mm。

步骤（4）中，先将得到的热轧板材或板坯进行退火处理，退火温度为750～950℃，再进行冷轧。

步骤（4）中，铁锰铝镍合金冷轧薄板的厚度为0.6~1mm。

本发明铁锰铝镍合金薄板的制备方法中，铁锰铝镍合金热锻和热轧的温度，道次变形量；冷轧过程中的道次变形量，火次退火温度均为制备过程的关键工艺参数。过高或过低的热锻和热轧温度、过大的道次变形量会导致铁锰铝镍合金出现严重开裂现象，过大的冷轧道次变形量，过高或过低退火温度也会导致铁锰铝镍合金冷轧开裂严重。

利用本发明的方法能顺利制备出厚度为0.6~1mm的铁锰铝镍合金薄板，成品率高，在加工过程中能明显控制铁锰铝镍合金薄板加工过程中出现的开裂严重等现象。而且本发明加工过程简单可行，特别适合于规模生产与应用。

附图说明

图1是本发明方法加工制备得到的铁锰铝镍合金薄板的外观。

具体实施方式

下面结合具体实施例作进一步详细的说明。

实施例1：

1、首先称取原料铁3.7千克、锰4.0千克、镍1.5千克，铝8千克；

2、在真空熔炼炉中将称好的铁原料加热熔化，并升温至1550～1600℃，至铁完全熔化，然后充入氩气调整真空度至0.5～0.8Pa，然后加入锰后，冲入氩气将压力升至0.1～0.12MPa；

3、加入镍和铝后，用石磨棒搅拌均匀；

4、将反应物直接用水冷铜模浇铸成锭，制得铁锰铝镍合金；

按照上述配比及工艺制备的铁锰铝镍合金直径为150mm的铸锭，通过化学分析测得其化学成分重量百分比为：Mn：36.4％，Ni：11.3％，Al：7.7％，余量为Fe。

5、将铸锭在1000～1250℃锻造厚板，道次锻造变形量为50%，得到厚度为15mm，宽度为70mm的厚板，再经过1120℃以每道次15%的加工量热轧，得到3mm的热轧板材。

6、将热轧板材直接进行道次变形量10%的多道次冷轧，火次间加工量为30%，中间退火制度为750℃，30min。

7：制得厚度为0.8mm的铁锰铝镍合金薄板。

实施例2：

1、首先称取原料铁5.0千克、锰3.4千克、镍1.0千克，铝0.6千克；

2、在真空熔炼炉中将称好的铁原料加热熔化，并升温至1550～1600℃，至铁完全熔化，然后充入氩气调整真空度至0.5～0.8Pa，然后加入锰后，迅速冲入氩气将压力升至0.1～0.12MPa；

3、快速加入镍和铝后，用石磨棒搅拌均匀；

4、将反应物直接用水冷铜模浇铸成锭，制得铁锰铝镍合金；

按照上述配比及工艺制备的铁锰铝镍合金直径为150mm的铸锭，通过化学分析测得其化学成分重量百分比为：Mn：32.6％，Ni：9.3％，Al：5.8％，余量为Fe。

5、将铸锭在1000～1250℃锻造厚板，道次锻造变形量为50%，得到厚度为24mm，宽度为85mm的厚板，再经过1000℃以每道次25%的加工量热轧，得到2mm的热轧板材。

6：将热轧板材进行850℃，30分钟退火处理。

7、将热轧板材进行道次变形量25%的多道次冷轧，火次间加工量为55%，中间退火制度为950℃，30min。

8：制得厚度为0.6mm的铁锰铝镍合金薄板。

实施例3：

1、首先称取原料铁5.7千克、锰3.0千克、镍0.8千克，铝0.5千克；

2、在真空熔炼炉中将称好的铁原料加热熔化，并升温至1550～1600℃，至铁完全熔化，然后充入氩气调整真空度至0.5～0.8Pa，然后加入锰后，迅速冲入氩气将压力升至0.1～0.12MPa；

3、快速加入镍和铝后，用石磨棒搅拌均匀；

4、将反应物直接用水冷铜模浇铸成锭，制得铁锰铝镍合金；

按照上述配比及工艺制备的铁锰铝镍合金直径为150mm铸锭，通过化学分析测得其化学成分重量百分比为：Mn：28.7％，Ni：7.5％，Al：4.3％，余量为Fe。

5、将铸锭在1000～1250℃锻造厚板，道次锻造变形量为50%，得到厚度为26mm，宽度为80mm的厚板，再经过1200℃以每道次40%的加工量热轧，得到3mm的热轧板材。

6：将热轧板材进行850℃，30分钟退火处理。

7、将热轧板材直接进行道次变形量20%的多道次冷轧，火次间加工量为35%，中间退火制度为820℃，30min。

8：制得厚度为0.6mm的铁锰铝镍合金薄板。

请参阅图1，为本发明方法加工制备得到的铁锰铝镍合金薄板的外观。实施例1-3制备得到的铁锰铝镍合金薄板均具有良好的质量，板型良好，板材边部开裂轻微，完全可以通过后期裁剪获得适合工业生产用的铁锰铝镍合金工业用薄板。同时本加工过程简单可行，特别适合于规模生产与应用。

以上实施例是供理解本发明之用，并非是对本发明的限制，有关领域的技术人员，在权力要求所述技术方案的基础上，还可以做出多种变化或变形，所有等同的变化或变行都应在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种铁锰铝镍合金薄板的制备加工方法，其特征在于：其合金成分重量百分比组成为：铁44％～60％、锰28％～40％，镍7％～12％和铝4％～8％，合金经过熔铸，热锻，热轧和冷轧制备加工得到薄板。

2.根据权利要求1所述的铁锰铝镍合金薄板的制备加工方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）熔铸：按重量百分比称取原料，首先在真空熔炼炉中将铁加热熔化，升温至1550～1600℃至铁完全熔化，然后充入氩气并调整真空度至0.5～0.8Pa，然后加入锰，充入氩气将压力升至0.1～0.12MPa；加入镍和铝后，用石磨棒搅拌均匀；水冷铜模直接浇铸成铸锭，制得铁锰铝镍合金铸锭；

（2）热锻：将所得的铁锰铝镍合金铸锭在1000～1250℃锻造，得到铁锰铝镍合金厚板；

（3）热轧：将所得的厚板在1000～1200℃，以每道次15%～40%的加工量轧制进行热轧，获得铁锰铝镍合金的热轧板材或板坯；

（4）冷轧：将所得的热轧板材或板坯进行冷轧，冷轧工艺为道次变形量为10%～25%，每火次的加工量不超过55%，退火温度为750～950℃，得到铁锰铝镍合金薄板。

3.根据权利要求2所述的铁锰铝镍合金薄板的制备加工方法，其特征在于：所述锻造的道次变形量为45~55%，所述铁锰铝镍合金厚板的厚度为15~30mm。

4.根据权利要求2所述的铁锰铝镍合金薄板的制备加工方法，其特征在于：所述铁锰铝镍合金的热轧板材或板坯的厚度为2~4mm。

5.根据权利要求2所述的铁锰铝镍合金薄板的制备加工方法，其特征在于：先将得到的热轧板材或板坯进行退火处理，退火温度为750～950℃，再进行冷轧。

6.根据权利要求2所述的铁锰铝镍合金薄板的制备加工方法，其特征在于：所述铁锰铝镍合金薄板的厚度为0.6~1mm。