CN1818113A - 高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金及其制备方法 - Google Patents

高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1818113A
CN1818113A CN 200610038778 CN200610038778A CN1818113A CN 1818113 A CN1818113 A CN 1818113A CN 200610038778 CN200610038778 CN 200610038778 CN 200610038778 A CN200610038778 A CN 200610038778A CN 1818113 A CN1818113 A CN 1818113A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plasticity
memorial alloy
manganese base
strength
melting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 200610038778
Other languages
English (en)
Other versions
CN100535148C (zh
Inventor
董元源
周宏雷
张良
李光玲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangyin Polytechnic College
Original Assignee
Jiangyin Polytechnic College
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangyin Polytechnic College filed Critical Jiangyin Polytechnic College
Priority to CNB2006100387787A priority Critical patent/CN100535148C/zh
Publication of CN1818113A publication Critical patent/CN1818113A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100535148C publication Critical patent/CN100535148C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

本发明一种高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金及其制备方法，特别适用于制做舰艇、船舶的螺旋桨、抗震轴瓦、消音器壳体；记忆功能零件，如温度和力的敏感元件，眼镜架，医用导丝，外科缝合线等等。其特征在于：采用以Mn为基的，主加有Cu，再加有Ni和Cr，辅加有N，其各组份的重量百分比为：Cu 5.5～50％、Ni 1～10％、Cr 1～10％、N 0.05～0.5，其余为Mn，各组份的总和为100％。其制备方法中合金的熔炼采用陶瓷坩锅中频或高频大气熔炼，氩气保护下熔炼，或磁悬浮熔炼获得铸锭，或采用Ohno Continue Castings技术熔炼获得铸锭。本发明屈服强度高、记忆能力好、超弹性好、不易生锈。

Description

高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种记忆合金，尤其是涉及一种高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金及其制备方法。特别适用于制做舰艇、船舶的螺旋桨、抗震轴瓦、消音器壳体；记忆功能另件，如温度和力的敏感元件，眼镜架，医用导丝，外科缝合线等等。
背景技术：
20世纪70年代美国发现镍钛记忆合金以来，先后出现铜基记忆合金，铁基记忆合金，并可以实用和产业化。镍钛记忆合金由于它优良记忆性能和超弹性，应用最为成功。但它资源稀缺，价格昂贵(每公斤600～20000元)，生产工艺复杂困难，用于医疗卫生时，镍离子的溶出对人体有害；铜基记忆合金虽然价格低(为镍钛记忆合金价格的1/5)，工艺简单，资源丰富，但它致命缺点是粗晶体，性能方向性大，所以晶界强度很低，易冷态断裂，疲劳寿命很低，大大限制它的实用；铁基记忆合金资源丰富，价格更低，结构工艺与不锈钢相似，但它的记忆能力很差(为镍钛记忆合金的1/4～1/5)，而且仅有单程记忆能力，也大大限制了其应用。为了进一步降低价格，改善冷热加工工艺性，改善生物相容性，获得好的吸收震动(阻尼)能力，所以发展了以锰为基记忆合金。但目前的锰基记忆合金的屈服强度低，200MPa；记忆能力差，记忆恢复率30～50％；超弹性差，0.5％；易生锈。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有锰基记忆合金的不足，提供一种屈服强度高、记忆能力好、超弹性好、不易生锈的高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金及其制备方法。
本发明的目的是这样实现的：一种高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金，其特征在于：采用以Mn为基的，主加有Cu，再加有Ni和Cr，辅加有N，其各组份的重量百分比为：Cu 5.5～50％、Ni 1～10％、Cr 1～10％、N 0.05～0.5，其余为Mn，各组份的总和为100％。
本发明还可在上述合金成份中加入Ti、Sn、Sb、Si中的一种或数种，其加量为：Ti 0.5～5％、或/和Sn 0.1～5％、或/和Sb0.1～2％、或/和Si0.1～2％。
本发明优先采用Cu 25％、Ni5％、Cr3％、N0.1％和Ti1％，其余为Mn。其它元素可加也可不加，视对记忆超弹和阻尼要求而定。
含有元素N：以扩大高温相存在区间，使溶解Cu含量扩大到55％，同时形成间隙固溶体，大大强化合金并提高超弹性；含有元素Ti也扩大高温相存在区间，由于原子半径大而固溶强化效果大；元素Sb，Sn，Si有同样作用，但效果较差；元素Cr，Ni含量较多，不仅强化合金，而且主要提高合金抗生锈能力。
加N过多，造成合金内部气孔，加N的方法是以中间合金形式加入熔体，中间合金有NCr化合物或NMn化合物；加Ti过多造成合金脆性；加入过多的Cr，Ni，成本增加很多，也影响记忆性能变差。
本发明高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金的制备方法，其特征在于它包括：
a)合金的熔炼合金的熔炼采用陶瓷坩锅中频或高频大气熔炼，氩气保护下熔炼，或磁悬浮熔炼获得铸锭，或采用Ohno Continue Castings技术熔炼获得铸锭；
b)形成丝棒、板带型材将铸锭置于保护气氛或真空下于800～850℃/6～8小时均匀化，800～850℃开始热轧，500～550℃终轧，650～500℃热拉伸形成φ0.1～10mm的丝棒，或冷轧到0.1～5mm的板带型材。
Ohno Continue Castings简称OCC，由日本岗野教授发明，该技术是锭样的凝固从心部开始，而锭样外部由强制加热不让先凝固的一种热型连铸，是一种无缺陷，单晶或柱晶近净成型技术。
冷轧加工变形量每道次为10～30％，中间退火温度为600～650℃，加热时间每克产品10～15秒，最终工序为800℃～850℃，加热时间每克产品10～15秒后冷水淬火，再经过时效强化处理，时效温度400～500℃，时效时间为2～6小时，最后冷轧，冷拉，变形量为30～40％。
用熔铸方法获得的最终产品性能为：σb≥450Mpa，σS≥250Mpa，δ≥20％，马氏体向奥氏体转变终了相变温度Af在0～200℃，残余变形0.5％的超弹变形达2～4％。
用OCC技术获得的单晶或柱状晶材料，最终产品性能为：抗拉强度σb≥400Mpa，屈服强度σS≥200Mpa，延伸率δ≥20％，马氏体向奥氏体转变终了相变温度Af在0～200℃，残余变形0.5％的超弹变形达4～10％。
综上所述，本发明具有屈服强度高，记忆能力好，超弹性好，不易生锈等特点。
具体实施方式：
实施例1
用磁悬浮高频感应熔炼获得的本发明合金材料，其成分为：19％Cu(重量份，下同)，3％Ni，3％Cr，0.1N％，0.5Ti，其余为Mn。1kg锭坯置于保护气氛或真空下于850℃均匀化热处理6小时，850℃开始热轧，550℃终轧成厚2.5mm宽20mm长300mm板条，进行冷轧，冷轧加工变形量每道次20％，中间退火温度为600℃，加热120秒，再进行800℃加热120秒冰水淬火，并经400℃时效4.5小时，再经冷轧到厚1.5mm的板条。测得σb≥750Mpa，σS≥350Mpa，δ为30％，Af＝125℃。
实施例2
用磁悬浮高频感应熔炼获得的本发明合金材料，其成分为：10％Cu，3％Ni，3％Cr，0.1％N，0.5％Ti，其余为Mn。1kg锭坯置于保护气氛或真空下于850℃均匀化热处理6小时，850℃开始热轧，550℃终轧成厚1.5mm宽20mm长300mm板条，进行冷轧，冷轧加工变形量每道次20％，中间退火温度为600℃，加热120秒，再进行800℃加热120秒冰水淬火，最后经400℃时效4.5小时，再经冷轧到厚1.5mm的板条。测得σb≥550Mpa，σS≥250Mpa，δ为35％，Af＝155℃。
实施例3
用陶瓷坩锅大气中频感应熔炼本发明合金材料，其成分为：35％Cu，5％Ni，3％Cr，0.1％N，0.5Ti％，0.1Sn％，0.1Sb％，其余为Mn。1kg锭坯置于保护气氛或真空下于850℃均匀化热处理6小时，850℃开始热轧，550℃终轧成厚1.5mm宽20mm长300mm板条，进行冷轧，冷轧加工变形量每道次20％，中间退火温度为600℃，加热120秒，再进行到800℃加热120秒冰水淬火，最后经430℃时效4小时，再经冷轧到厚1.5mm的板条。测得σb≥850Mpa，σS≥450Mpa，δ为25％，Af＝5℃，18℃的超弹变形4％，残余变形0.3％。
实施例4
用OCC技术连铸拉制的本发明合金材料，其成分为：38％Cu，5％Ni，5％Cr，0.1％N，1％Ti，1％Sn，0.1％Si，其余为Mn。1kg锭坯置于保护气氛或真空下于850℃均匀化热处理6小时，850℃开始热轧，550℃终轧成厚1.5mm宽20mm长300mm板条，进行冷轧，冷轧加工变形量每道次20％，中间退火温度为600℃，加热120秒，再进行到800℃加热120秒冰水淬火，最后经450℃时效4.8小时，再经冷轧到厚1.5mm的板条。测得σb≥880Mpa，σS≥550Mpa，δ为24％，Af＝0℃，8℃的超弹变形8％，残余变形0.2％。
实施例5
用磁悬浮高频感应熔炼获得的本发明合金材料，其成分为：19％Cu(重量份，下同)，3％Ni，3％Cr，0.1N％，0.5Ti，其余为Mn。1kg锭坯置于保护气氛或真空下于850℃均匀化热处理6小时，850℃开始热轧，550℃终轧成8mm的丝棒，650～500℃进行热拉伸，热拉加工变形量每道次20％，再进行800℃加热120秒冰水淬火，并经400℃时效4.5小时，再经冷拉到1.5mm的丝材。测得σb≥850Mpa，σS≥450Mpa，δ为20％，Af＝125℃。

Claims (5)

1、一种高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金，其特征在于：采用以Mn为基的，主加有Cu，再加有Ni和Cr，辅加有N，其各组份的重量百分比为：Cu 5.5～50％、Ni 1～10％、Cr 1～10％、N 0.05～0.5，其余为Mn，各组份的总和为100％。
2、根据权利要求1所述的一种高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金，其特征在于：所述的锰基记忆合金成份中加入Ti、Sn、Sb、Si中的一种或数种，其加量为：Ti 0.5～5％、或/和Sn 0.1～5％、或/和Sb 0.1～2％、或/和Si 0.1～2％。
3、根据权利要求2所述的一种高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金，其特征在于：所述的锰基记忆合金成份采用25％Cu、5％Ni、3％Cr、0.1％N和1％Ti，其余为Mn。
4、如权利要求1所述的高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金的制备方法，其特征在于它包括：
a)合金的熔炼 合金的熔炼采用陶瓷坩锅中频或高频大气熔炼，氩气保护下熔炼，或磁悬浮熔炼获得铸锭，或采用Ohno Continue Castings技术熔炼获得铸锭；
b)形成丝棒、板带型材 将铸锭置于保护气氛或真空下于800～850℃/6～8小时均匀化，800～850℃开始热轧，500～550℃终轧，650～500℃热拉伸形成φ0.1～10mm的丝棒，或冷轧到0.1～5mm的板带型材。
5、根据权利要求4所述的高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金的制备方法，其特征在于：所述的冷轧和冷拉伸加工变形量每道次为10～30％，中间退火温度为600～650℃，加热时间每克产品10～15秒，最终工序为800℃，加热时间每克产品10～15秒后冷水淬火，再经过时效强化处理，时效温度400～500℃，时效时间为2～6小时，最后冷轧，冷拉，变形量为30～40％。
CNB2006100387787A 2006-03-10 2006-03-10 高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金及其制备方法 Expired - Fee Related CN100535148C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006100387787A CN100535148C (zh) 2006-03-10 2006-03-10 高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2006100387787A CN100535148C (zh) 2006-03-10 2006-03-10 高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1818113A true CN1818113A (zh) 2006-08-16
CN100535148C CN100535148C (zh) 2009-09-02

Family

ID=36918307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006100387787A Expired - Fee Related CN100535148C (zh) 2006-03-10 2006-03-10 高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100535148C (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103088225A (zh) * 2012-12-21 2013-05-08 江苏中容铜业有限公司 一种用于螺旋桨的无氧铜基合金的生产方法
CN103341520A (zh) * 2013-07-04 2013-10-09 中国科学院金属研究所 一种tb9矩形截面钛合金丝材制备工艺
CN104120314A (zh) * 2014-08-12 2014-10-29 天津银龙高科新材料研究院有限公司 一种高阻尼MnCu合金及其粉末冶金制备工艺
CN104195484A (zh) * 2014-08-20 2014-12-10 西安钢研功能材料有限责任公司 一种Mn72Ni10Cu18合金带材的制备方法
CN104451299A (zh) * 2014-11-14 2015-03-25 南昌大学 一种新型反铁磁MnNiCu阻尼合金及其制备方法
CN104443264A (zh) * 2014-12-02 2015-03-25 常熟市华阳机械制造厂 耐腐蚀的船用轮架
CN106086557A (zh) * 2016-06-08 2016-11-09 南昌大学 一种Mn‑Cu‑Al热敏阻尼合金材料及其制备方法
CN107012417A (zh) * 2017-06-06 2017-08-04 东北大学 一种高强度高阻尼MnCu基合金的制备方法
CN108315616A (zh) * 2018-05-03 2018-07-24 西南交通大学 一种多元Mn-Cu基阻尼合金及其制备方法
CN116732396A (zh) * 2023-05-12 2023-09-12 广东省科学院新材料研究所 一种高强度高阻尼锰铜合金及其制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1049382A (zh) * 1989-08-10 1991-02-20 哈尔滨工业大学 铁锰硅镍系形状记忆合金
JP3639181B2 (ja) * 2000-03-30 2005-04-20 株式会社東芝 Ｍｎ系合金
CN1128244C (zh) * 2000-10-26 2003-11-19 艾默生电气（中国）投资有限公司 含Cr和N铁锰硅基形状记忆合金及其训练方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103088225A (zh) * 2012-12-21 2013-05-08 江苏中容铜业有限公司 一种用于螺旋桨的无氧铜基合金的生产方法
CN103341520A (zh) * 2013-07-04 2013-10-09 中国科学院金属研究所 一种tb9矩形截面钛合金丝材制备工艺
CN104120314A (zh) * 2014-08-12 2014-10-29 天津银龙高科新材料研究院有限公司 一种高阻尼MnCu合金及其粉末冶金制备工艺
CN104195484A (zh) * 2014-08-20 2014-12-10 西安钢研功能材料有限责任公司 一种Mn72Ni10Cu18合金带材的制备方法
CN104451299A (zh) * 2014-11-14 2015-03-25 南昌大学 一种新型反铁磁MnNiCu阻尼合金及其制备方法
CN104443264A (zh) * 2014-12-02 2015-03-25 常熟市华阳机械制造厂 耐腐蚀的船用轮架
CN106086557A (zh) * 2016-06-08 2016-11-09 南昌大学 一种Mn‑Cu‑Al热敏阻尼合金材料及其制备方法
CN106086557B (zh) * 2016-06-08 2019-12-20 南昌大学 一种Mn-Cu-Al热敏阻尼合金材料及其制备方法
CN107012417A (zh) * 2017-06-06 2017-08-04 东北大学 一种高强度高阻尼MnCu基合金的制备方法
CN107012417B (zh) * 2017-06-06 2018-06-19 东北大学 一种高强度高阻尼MnCu基合金的制备方法
CN108315616A (zh) * 2018-05-03 2018-07-24 西南交通大学 一种多元Mn-Cu基阻尼合金及其制备方法
CN108315616B (zh) * 2018-05-03 2019-06-07 西南交通大学 一种多元Mn-Cu基阻尼合金及其制备方法
CN116732396A (zh) * 2023-05-12 2023-09-12 广东省科学院新材料研究所 一种高强度高阻尼锰铜合金及其制备方法
CN116732396B (zh) * 2023-05-12 2024-08-13 广东省科学院新材料研究所 一种高强度高阻尼锰铜合金及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100535148C (zh) 2009-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100535148C (zh) 高强度高塑性高阻尼锰基记忆合金及其制备方法
Koeppe et al. General aspects of the thermomechanical
US5028491A (en) Gamma titanium aluminum alloys modified by chromium and tantalum and method of preparation
JP6492057B2 (ja) 高い強度を有する銅―ニッケル―錫合金
JP5185613B2 (ja) 新規Ｆｅ−Ａｌ合金、及びその製造方法
CN104278171B (zh) 一种CuTi系弹性铜合金及其制备方法
CN108913948B (zh) 一种高强钛合金及其制备方法
EP0405134B1 (en) Gamma titanium aluminum alloys modified by chromium and silicon and method of preparation
KR20130134014A (ko) 저탄성 고강도 베타형 타이타늄 합금
JP2009503257A (ja) 耐食性・冷間成形性・切削性高強度マルテンサイト系ステンレス鋼
US5076858A (en) Method of processing titanium aluminum alloys modified by chromium and niobium
JP2004010963A (ja) 高強度Ｔｉ合金およびその製造方法
CN102409258A (zh) 一种含硼的高强度、耐氢脆合金及其组织均匀性控制方法
CA1038205A (en) Low expansion iron-nickel based alloys
CN115074598A (zh) 一种具有高阻尼性能、高强度的多主元合金及制备工艺
JP3907177B2 (ja) Ｆｅ基形状記憶合金及びその製造方法
CN107746993A (zh) 一种高强度高塑性α+β型钛合金及其制备方法
CN110016588A (zh) 一种抗拉强度大于1300MPa的亚稳β钛合金
CN108893631A (zh) 一种高强钛合金及其制备方法
JP2000017395A (ja) Ｆｅ系形状記憶合金及びその製造方法
Bergsma et al. Semi-solid thermal transformations in Al–Si alloys: II. The optimized tensile and fatigue properties of semi-solid 357 and modified 319 aluminum alloys
JP2005060821A (ja) β型チタン合金およびβ型チタン合金製の部品
CN114231809B (zh) 一种高强高热稳定性超轻镁锂合金及其制备方法
CN108913943A (zh) 一种近α相高强韧钛合金及其制备方法
CN115449692A (zh) 一种具有twip效应的高阻尼高熵钢板材及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Wuxi Kehong Nameplate Co., Ltd.

Assignor: Jiangying Professional Technology College

Contract record no.: 2011320000163

Denomination of invention: Manganese-based memory alloy with high-strength, plasticity and damping performances and production thereof

Granted publication date: 20090902

License type: Exclusive License

Open date: 20060816

Record date: 20110304

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090902

Termination date: 20140310