CZ2017741A3 - Slitina Ni-Ti-Si se zvýšenými teplotami fázových přeměn - Google Patents
Slitina Ni-Ti-Si se zvýšenými teplotami fázových přeměn Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2017741A3 CZ2017741A3 CZ2017-741A CZ2017741A CZ2017741A3 CZ 2017741 A3 CZ2017741 A3 CZ 2017741A3 CZ 2017741 A CZ2017741 A CZ 2017741A CZ 2017741 A3 CZ2017741 A3 CZ 2017741A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- alloy
- temperature
- phase transition
- transition temperatures
- alloys
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C14/00—Alloys based on titanium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/007—Alloys based on nickel or cobalt with a light metal (alkali metal Li, Na, K, Rb, Cs; earth alkali metal Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Al Ga, Ge, Ti) or B, Si, Zr, Hf, Sc, Y, lanthanides, actinides, as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C2202/00—Physical properties
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Slitina Ni-Ti-Si se vyznačuje zvýšenými teplotami fázových přeměn mezi vysokoteplotní (austenitickou) a nízkoteplotní (martenzitickou) strukturou oproti binární slitině Ni-Ti. Tyto fázové přeměny je dle vynálezu možné nastavit volbou přidaného množství křemíku. Na teplotách fázových přeměn jsou závislé tvarově – paměťové efekty superelasticita a jev tvarové paměti. Využití lze očekávat jako teplotní čidla a senzory v energetice, automobilovém a leteckém průmyslu.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká temámí slitiny Ni-Ti-Si. Slitina Ni-Ti-Si se vyznačuje zvýšenými teplotami fázových přeměn mezi vysokoteplotní (austenitickou) a nízkoteplotní (martenzitickou) strukturou oproti binární slitině Ni-Ti. Na teplotách fázových přeměn jsou závislé tvarově - paměťové efekty superelasticita a jev tvarové paměti.'Využití lze očekávat jako teplotní čidla a senzory v energetice, automobilovém a leteckém průmyslu.
Dosavadní stav techniky
V současné době jsou slitiny na bázi Ni-Ti nejpoužívanějšími slitinami s tvarově - paměťovými jevy. V binárních slitinách Ni-Ti se transformační slitiny pohybují okolo 50 °C v závislosti na poměru niklu a titanu ve slitině. Obvykle jsou slitiny Ni-Ti vyráběny metodami tavné metalurgie (patent KR 2015/0086419 (A), KR 2016/0080470 (A), US 8475711) - vakuovým indukčním tavením a obloukovým tavením ve vakuu. Komplikací obloukového tavení je nedostatečná homogenita chemického složení odlitku. Pro dosažení rovnoměrného chemického složení odlitku se musí tavení opakovat třikrát až čtyřikrát. V případě indukčního tavení ve vakuu způsobuje problémy vysoká reaktivita taveniny s materiálem tavícího kelímku. Nejčastěji používané grafitové kelímky reagují s taveninou za vzniku karbidu titanu. Řešením je použití kelímků povlakovaných oxidem zirkoničitým nebo oxidem yttritým, které ovšem zvyšují ekonomickou náročnost výrobního procesu. Alternativně lze slitiny Ni-Ti a Ni-Ti-X připravovat metodami práškové metalurgie. Reaktivní sintrace (patent EP 0250163 Bl) představuje jednoduchý a rychlý způsob přípravy slitiny s přesným chemickým složením bez vnesení nečistot.
Teploty fázových přeměn mezi austenitickou a martenzitickou strukturou lze měnit a nastavovat pomocí legování slitiny Ni-Ti dalšími prvky (patent US 4565589 (A), US 4865663, EP 0484805, WO 2007/108180 (AI)). Legující prvky železo, kobalt a chrom se používají ke snížení teplot fázových přeměn, k ovlivnění teplotní hystereze fázových přeměn se přidávají měď a niob, nejčastěji legováním hafniem a paladiem jsou teploty fázových přeměn zvyšovány.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je řízení teploty fázových přeměn ve slitině na bázi Ni-Ti pomocí křemíku jako legujícího prvku a vznik nové slitiny s chemickým složením v hmotn. % Ni(54,0x/2)Ti(46,0-x/2)Six; kde x nabývá hodnot od 0,1 do 12,0. Vynález umožňuje úplné nahrazení drahých legujících prvků (Hf a Pd) křemíkem ve slitinách Ni-Ti-X s transformačními teplotami přibližně do 100 °C nebo částečné nahrazení drahých legujících prvků ve slitinách Ni-Ti-X s vyššími teplotami fázových přeměn.
Objasnění výkresů
Obr. 1 je zobrazení naměřených teplot fázových přeměn v závislosti na obsahu křemíku ve slitině Ni-Ti-Si.
Obr. 2 znázorňuje vliv obsahu křemíku na tvrdost slitiny Ni-Ti-Si.
- 1 CZ 2017 - 741 A3
Příklady uskutečnění vynálezu
Vynález bude v dalším textu blíže popsán s pomocí konkrétního příkladu, který je pouze ilustrativní a neomezuje nijak rozsah vynálezu.
Příprava slitiny Ni51,3Ti43,7Si5,0: Pro přípravu slitiny byl použit niklový prášek s velikostí částic <150 pm, titanový a křemíkový prášek s velikostí částic < 44 pm. Směs obsahovala 51,3 hmotn. % niklu, 43,7 hmotn. % titanu a 5,0 hmotn. % křemíku a byla homogenizována mechanickým mícháním. Lisování bylo provedeno na univerzálním zatěžovacím stroji LabTest 5.250SP1-VM tlakem 450 MPa. Reaktivní sintrace byla provedena při teplotě 1100 °C po dobu 20 minut v evakuované a utěsněné ampuli z křemenného skla. Ohřev slisované směsi prášků na teplotu reaktivní sintrace byl realizován rychlostí 300 °C.min_1.
Teploty fázových přeměn se pohybují od -8,8 do 79,2 °C pro martenzitickou strukturu a od 43,3 do 126,2 °C pro austenitickou strukturu v závislosti na obsahu křemíku ve slitině (obr. 2; MS počáteční teplota vzniku martenzitické struktury, MF - konečná teplota vzniku martenzitické struktury, AS - počáteční teplota vzniku austenitické struktury, AF - konečná teplota vzniku austenitické struktury). Se zvyšujícím se obsahem křemíku ve slitině se zvyšuje i tvrdost slitin Ni-Ti-Si.
Průmyslová využitelnost
Slitiny Ni-Ti-Si lze využít v mnoha průmyslových aplikacích, kde je vyžadováno spínání nebo vykonání mechanické práce při dosažení určité přesně definované teploty. Jedná se zejména o teplotní spínače, jističe a termostatické ventily.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (1)
1. Slitina Ni-Ti-Si se zvýšenými teplotami fázových přeměn mezi vysokoteplotní austenitickou a nízkoteplotní - martenzitickou strukturou, vyznačující se tím, že slitina má chemické složení v hmotn. % Ni(54-x/2)Ti(46-x/2)Six, kde obsah křemíku x nabývá hodnot od 0,1 do 12,0 hmotn. %.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-741A CZ2017741A3 (cs) | 2017-11-16 | 2017-11-16 | Slitina Ni-Ti-Si se zvýšenými teplotami fázových přeměn |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-741A CZ2017741A3 (cs) | 2017-11-16 | 2017-11-16 | Slitina Ni-Ti-Si se zvýšenými teplotami fázových přeměn |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ307747B6 CZ307747B6 (cs) | 2019-04-10 |
| CZ2017741A3 true CZ2017741A3 (cs) | 2019-04-10 |
Family
ID=65992198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2017-741A CZ2017741A3 (cs) | 2017-11-16 | 2017-11-16 | Slitina Ni-Ti-Si se zvýšenými teplotami fázových přeměn |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2017741A3 (cs) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60131940A (ja) * | 1983-12-21 | 1985-07-13 | Tohoku Metal Ind Ltd | 熱回復機能を有する合金 |
| CZ24989U1 (cs) * | 2012-09-19 | 2013-03-04 | První brnenská strojírna Velká Bítes a.s. | Superslitina na bázi niklu vhodná pro odlitky pracující v roztavené skiovině |
| DE102014006616A1 (de) * | 2014-05-08 | 2015-11-12 | Norbert Martin | Steckelement mit wenigstens einem Körperteil aus einer Formgedächtnislegierung |
| KR101615158B1 (ko) * | 2014-11-14 | 2016-04-25 | 경상대학교산학협력단 | Ti, Ni 및 Si로 구성된 형상기억합금 |
| US10774407B2 (en) * | 2015-06-19 | 2020-09-15 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Nickel titanium alloys, methods of manufacture thereof and article comprising the same |
-
2017
- 2017-11-16 CZ CZ2017-741A patent/CZ2017741A3/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ307747B6 (cs) | 2019-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104004942B (zh) | 一种TiC颗粒增强镍基复合材料及其制备方法 | |
| CN108060341B (zh) | 一种高韧性Ni50Mn25Ga25记忆合金及其制备方法 | |
| Aydoğmuş et al. | Phase transformation behavior of porous TiNi alloys produced by powder metallurgy using magnesium as a space holder | |
| QADIR et al. | A review on NiTiCu shape memory alloys: manufacturing and characterizations | |
| Amini et al. | Formation of B19′, B2, and amorphous phases during mechano-synthesis of nanocrystalline NiTi intermetallics | |
| CN103820691A (zh) | 一种FeAl/TiC复合材料的常压烧结制备方法 | |
| CN108300881B (zh) | 一种在MnCoGe基合金中实现宽温区巨负热膨胀的方法 | |
| CZ2017741A3 (cs) | Slitina Ni-Ti-Si se zvýšenými teplotami fázových přeměn | |
| US10774407B2 (en) | Nickel titanium alloys, methods of manufacture thereof and article comprising the same | |
| Senthilkumar et al. | Spark plasma sintering of NiTi shape memory alloy | |
| Li et al. | Microstructure and mechanical properties of Ti-Nb-Zr alloys prepared by spark plasma sintering | |
| CN106917029B (zh) | 一种铁磁马氏体相变mm′x-y金属复合功能材料及其制备方法 | |
| CN109434121A (zh) | 一种采用机械合金化法制备Nb-Al非晶薄层的方法 | |
| Mandal et al. | Influence of Ga substitution on the nature of glasses in Zr69. 5Al7. 5-xGaxCu12Ni11 and Ce75Al25-xGax metallic glass compositions | |
| CN101435039B (zh) | 一种NiMnGaCu形状记忆合金及其制备方法 | |
| JPWO2017170964A1 (ja) | 医療用カルシウム系金属ガラス合金成形体及びその製造方法 | |
| Jun et al. | Effect of Sintering Temperature on Microstructure and Mechanical Properties of TC4 Alloy | |
| CN106756646B (zh) | 一种强韧化金属玻璃复合材料及其制备方法 | |
| Rajeshkannan et al. | Mechanical and thermomechanical characterization of Ni50-x Ti50Cux (x= 2, 5, 10at%) with morphological studies | |
| CN106282663B (zh) | 一种Zr基超弹性合金及其制备方法 | |
| CN110343932A (zh) | 一种具有高强度的WVTaZrSc难熔高熵合金及其制备方法 | |
| Madlul et al. | Phase investigation of nitinol sma according to melting method | |
| Parida et al. | NiTi-based ternary alloys | |
| CN114351005B (zh) | 一种利用镍钛金属合成基底材料的方法 | |
| CN113145859A (zh) | 一种降低激光选区熔化镍钛合金相变对工艺敏感性的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20201116 |