CN104388754A - 一种形状记忆合金 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种形状记忆合金，包括钛、镍、铁、钼四种金属元素，其特征在于，另外添加锰、钕两种元素，所述形状记忆合金具体组分含量包括0.1—2at%的锰、0.2-0.4at%的钕、42—60at%的钛、40%-45at%的镍、0.5-3at%的铁和0.2-1.5at%的钼。该形状记忆合金，作为功能材料可以在环境条件很苛刻的情况下使用，具有非常高的安全系数，延长的服役寿命，并且具有很广泛的工业应用范围，例如应用为眼镜框架、记忆性缆线，记忆性阀门组件，记忆性人体器官功能件等。
Description
技术领域
本发明涉及新材料领域，具体涉及一种形状记忆合金。
背景技术
形状记忆效应是指材料在马氏体状态受力发生形变后，当温度升高至母相状态时，材料的形状恢复到形变前形状的现象。
全程记忆效应是指材料在马氏体相变结束温度以下变形，加热到母相相变结束温度以上时，恢复母相的原始形状，进一步冷却至温度以下时，材料形状变至加热时相反方向的形状，在随后的加热冷却循环过程中，呈现可逆的形状记忆效应。
目前常用的获得全程记忆效应的方法是将富镍的镍钛合金进行中温时效处理，该方法获得的全程记忆回复率较低，通常约为60-80%，此外，全程记忆效应随热循环次数的增加，回复率逐步减弱，全程记忆效应的热循环稳定性较差。
在基础的钛镍铁钼合金基础上，通过添加高纯度的钕来提高合金的屈服强度、抗拉强度、应力松弛稳定性和耐腐蚀性，开发出新型的高强度低温形状记忆合金，可以拓宽其恶劣环境的使用范围。
发明内容
本发明旨在提供一种形状记忆合金，提高强度及应用宽度。
此形状记忆合金，在钛、镍、铁、钼四种金属元素的基础上，另外添加锰、钕两种元素，所述形状记忆合金具体组分含量包括0.1—2at%的锰、0.2-0.4at%的钕、42—60at%的钛、40%-45at%的镍、0.5-3at%的铁和0.2-1.5at%的钼。
并且，对于变相温度，马氏体开始变相温度为-150 — +30℃，形状记忆效应为3-10%。
有益效果：
1.该形状记忆合金，添加高纯度钕稀土元素来提高形状记忆合金的屈服强度、抗拉强度、应力松弛稳定性以及耐腐蚀性能；
2.该形状记忆合金材料与具有相同铁、钼原子百分比的钛镍铁钼记忆形状合金相比，在-150℃— +30℃之间具有更高的强度，更好的应力松弛稳定性和耐腐蚀性能；
3.该形状记忆合金材料作为功能材料可以在环境条件很苛刻的情况下使用，具有高安全系数，延长的服役寿命，具有很广泛的工业应用范围，例如应用为记忆性缆线，记忆性阀门组件，记忆性人体器官功能件。
具体实施方式
实施例1
本发明的一种形状记忆合金，为实现目的，可以以如下步骤进行制作：
1）将形状记忆合金在真空环境下进行高温固溶热处理；
2）炉冷或者淬火；
3）然后，进行双级时效（定型）热处理，使形状记忆合金获得全程记忆效应。
其中，
步骤1）中的形状记忆合金富镍，镍采自钛镍合金或者钛
镍铬合金，其中镍元素的原子百分含量为50%-52%。
步骤1）中，所述的高温固溶热处理，固溶温度为850-900度，
固溶时间为1-3h。
步骤3）中，所述的双级时效（定型）热处理制度为：一级时效温度为450-550度，时效时间为2-4h，二级时效温度为420-520度，时间为1-15h。
在本发明的使形状记忆合金获得全程记忆效应的方法中，可先将
形状记忆合金板材或者丝材，在高温固溶热处理之前先进行表面清洗，去除油污。
实施例2
此形状记忆合金，具体组分包括0.1—2at%的锰、0.2-0.4at%的钕、42—60at%的钛、40%-45at%的镍、0.5-3at%的铁和0.2-1.5at%的钼。并且上述各组分的含量之和为100%。
另一种制备方法和步骤如下：
1）按上述质量百分比称取1000g组分物；
2）将上述称取的钛、镍、铁、钼、钕原料放入非自耗真空电弧炉内，抽真空至3-4×103Pa，充入高纯氩气至1.01×105Pa，然后在2800℃—3000℃反复熔炼5-8次之的钛镍铁钼钕锭材。
3）进一步在真空热处理炉内进行热处理，即得一种本发明的钛镍铁钼钕形状记忆合金。
对上述制得的锭材压制成板材后，采用线切割方式获得各种试样。
例如，可以制成不同应用性的板材、型材或者丝材。
或者还可以用于加工管接头材、人造骨骼或者眼镜框架。
制成在土木工程建筑中用于电力缆线、桥梁支撑和矿井，在海运和船舶领域中用于打捞、牵引等，在娱乐领域用于缆车和化学吊索的缆线，也具有很实用很广泛的应用性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施案例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明实质对以上实施例所作的任何简单修改、变换、采用类似的方式替代以及等效结构的变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (5)
1.一种形状记忆合金，包括钛、镍、铁、钼四种金属元素，其特征在于，另外添加锰、钕两种元素，所述形状记忆合金具体组分含量包括0.1—2at%的锰、0.2-0.4at%的钕、42—60at%的钛、40%-45at%的镍、0.5-3at%的铁和0.2-1.5at%的钼。
2.根据权利要求1所述的形状记忆合金，其特征在于，所述形状记忆合金中，镍元素的原子百分含量为50%-52%。
3.根据权利要求1所述的形状记忆合金，其特征在于，所述形状记忆合金为板材、型材或者丝材。
4.根据权利要求1所述的形状记忆合金，其特征在于，可用于加工管接头材料、人造骨骼、眼镜框架。
5.根据权利要求1所述的形状记忆合金，其特征在于，马氏体开始变相温度为-150℃ — +30℃，形状记忆效应为3-10%。
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