一种提高NiTiCu形状记忆合金双程记忆效应的时效处理方法
阅读：968发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种提高NiTiCu形状记忆合金双程记忆效应的时效处理方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种提高NiTiCu形状记忆 合金 双程记忆效应的时效处理方法，其特征为：NiTiCu形状 记忆合金 ，成分范围为：Ni：49.5－50.6％wt，Ti：44.5－45.4％wt，Cu：4.0－6.0％wt， 相变 点Af＝10℃~96℃；对NiTiCu形状记忆合金进行时效处理，时效处理 温度 为400℃－500℃时，保温60min，冷 热机 械训练40次以上，此时合金双程记忆恢复率达到70％以上。，下面是一种提高NiTiCu形状记忆合金双程记忆效应的时效处理方法专利的具体信息内容。
一种提高NiTiCu形状记忆合金双程记忆效应的时效处理方法
技术领域
本发明涉及形状记忆合金领域，特指一种提高NiTiCu形状记忆合金双程记忆效应的时效 处理方法。 背景技术
近年来，NiTi基形状记忆合金以其优良的记忆效应（恢复率）、超弹性和良好的机械加 工性能而受到广泛的应用。为了拓宽NiTi形状记忆合金的应用范围，常在NiTi二元合金中 添加第三种元素。以Cu代替NiTiCu合金中部分Ni，使合金相变滞后、热滞减小，马氏体相 变温度更加稳定、马氏体屈服强度降低。因此利用NiTiCu窄滞后的特点，常将NiTiCu形状 记忆合金用于工程等领域，制作出对温度场响应比较迅速的感温驱动元件。Cu元素的添加会 对NiTi合金的形状记忆效应产生多方面的影响，参考文献[l](Sakuma Toshio, Hosogi Maho, 0kabe Nagatoshi， Iwata Uichi， 0kita Keisuke. Effect of cyclic deformation on thermo-mechanical characteristics in Ti-Ni-Cu alloy wires with various. Materials transactions. 43-5, 2002:815〜821.)研究了不同铜含量对NiTi合金的超弹性的影响。参考 文献[2] (Nam, Tae-hy肌Lee， Jae-hwa. Kim, Ki-won. Ahn, Hyo-jun. Kim， Yeon-wook. The B2-B19-B19' transformation in a rapidly solidified Ti-45Ni-5Cu(at%) alloy. Journal of Materials Science, S印tember. 40-18, 2005:4925〜4927.)利用电阻测量法、热膨胀法 和DSC研究了 NiTiCu马氏体的相变行为。
目前关于时效处理对NiTiCu双程记忆效应的研究还很少，这对NiTiCu应用于感温驱动 元件方面是至关重要的。本发明提出一种提高NiTiCu形状记忆合金双程记忆效应的时效处理 方法。 发明内容
本发明利用时效处理的方法，达到提高NiTiCu形状记忆合金双程记忆效应的目的，可以 广泛的指导其在生产和实践方面的应用。
本发明提出一种提高NiTiCu形状记忆合金双程记忆效应的时效处理方法，其特征为： NiTiCu形状记忆合金，成分范围为：Ni: 49.5 — 50.6%wt， Ti: 44.5 — 45.4%wt， Cu: 4.0— 6.0%wt，相变点A产1(TC〜96'C。对NiTiCu形状记忆合金进行时效处理，时效处理温度为400 'C-50(TC时，保温60min，冷热机械训练40次以上，此时合金双程记忆恢复率达到70%以上。
对于上述时效处理过程，时效温度可优选为450°C，保温时间为60min，再经过40次以
上的冷热机械训练，此时合金的双程记忆恢复率达到最大值为87%。附图说明
图1 NiTiCu形状记忆合金在不同时效温度下的双程形状记忆恢复率随训练次数的变化 图2 NiTiCu形状记忆合金在不同时效温度下的X射线衍射花样
时效温度不同，所达到的最大双程记忆恢复率值不同，由图1可以看出，时效温度为450°C 时最大双程记忆恢复率可达87%。训练40次后最大双程记忆恢复率基本稳定。
由图2的X射线衍射花样可以看出，400-550'C温度范围内均有fcc-Cu析出。在400和 450'C时效析出Cu3Ti，在500和55(TC析出的是CuJi并有少量NiTi析出。450。C时效的NiTiCu 形状记忆合金具有最高的形状记忆效应，虽然和40(TC时效的析出物相同，但是形状记忆效 应相差很大。说明在45(TC时效时，温度对形成形状记忆效应起主导作用，合适的中温时效 温度，对记忆合金内部的位错序列排列及内应力场有利于形成形状记忆效应。当时效温度过 高时，少量NiTi的析出会影响NiTiCu形状记忆合金的双程记忆恢复率。 具体实施方式 实施例h
选取成分为Ni: 50. l%wt， Ti: 44.9%wt， Cu: 5. 0%wt，相变点A产53。C的NiTiCu形状记 忆合金，将形状记忆合金进行450'C时效，保温60min，再经过冷热机械训练40次，冷水温 度控制在OX:，热水温度为IOO'C。此时合金的双程记忆恢复率为87%，训练40次后双程记 忆恢复率基本稳定，如图1所示。 实施例2:
选取成分为Ni: 49.5%wt， Ti: 44. 5%wt， Cu: 6. 0%wt，相变点A产96。C的NiTiCu形状记 忆合金，将形状记忆合金进行50(TC时效，保温60min，再经过冷热机械训练40次，冷水温 度控制在O'C,热水温度为IO(TC。此时合金的双程记忆恢复率为76%，训练40次后双程记 忆恢复率基本稳定，如图l所示。 实施例3:
选取成分为Ni: 50. 6%wt， Ti: 45.4%wt， Cu: 4. 0%wt，相变点A产10。C的NiTiCu形状记 忆合金，将形状记忆合金进行40(TC时效，保温60min，再经过冷热机械训练40次，冷水温 度控制在O'C，热水温度为IO(TC。此时合金的双程记忆恢复率为70%，训练40次后双程记 忆恢复率基本稳定，如图1所示。
近年来，NiTi基形状记忆合金以其优良的记忆效应（恢复率）、超弹性和良好的机械加 工性能而受到广泛的应用。为了拓宽NiTi形状记忆合金的应用范围，常在NiTi二元合金中 添加第三种元素。以Cu代替NiTiCu合金中部分Ni，使合金相变滞后、热滞减小，马氏体相 变温度更加稳定、马氏体屈服强度降低。因此利用NiTiCu窄滞后的特点，常将NiTiCu形状 记忆合金用于工程等领域，制作出对温度场响应比较迅速的感温驱动元件。Cu元素的添加会 对NiTi合金的形状记忆效应产生多方面的影响，参考文献[l](Sakuma Toshio, Hosogi Maho, 0kabe Nagatoshi， Iwata Uichi， 0kita Keisuke. Effect of cyclic deformation on thermo-mechanical characteristics in Ti-Ni-Cu alloy wires with various. Materials transactions. 43-5, 2002:815〜821.)研究了不同铜含量对NiTi合金的超弹性的影响。参考 文献[2] (Nam, Tae-hy肌Lee， Jae-hwa. Kim, Ki-won. Ahn, Hyo-jun. Kim， Yeon-wook. The B2-B19-B19' transformation in a rapidly solidified Ti-45Ni-5Cu(at%) alloy. Journal of Materials Science, S印tember. 40-18, 2005:4925〜4927.)利用电阻测量法、热膨胀法 和DSC研究了 NiTiCu马氏体的相变行为。
目前关于时效处理对NiTiCu双程记忆效应的研究还很少，这对NiTiCu应用于感温驱动 元件方面是至关重要的。本发明提出一种提高NiTiCu形状记忆合金双程记忆效应的时效处理 方法。 发明内容
本发明利用时效处理的方法，达到提高NiTiCu形状记忆合金双程记忆效应的目的，可以 广泛的指导其在生产和实践方面的应用。
本发明提出一种提高NiTiCu形状记忆合金双程记忆效应的时效处理方法，其特征为： NiTiCu形状记忆合金，成分范围为：Ni: 49.5 — 50.6%wt， Ti: 44.5 — 45.4%wt， Cu: 4.0— 6.0%wt，相变点A产1(TC〜96'C。对NiTiCu形状记忆合金进行时效处理，时效处理温度为400 'C-50(TC时，保温60min，冷热机械训练40次以上，此时合金双程记忆恢复率达到70%以上。
对于上述时效处理过程，时效温度可优选为450°C，保温时间为60min，再经过40次以
上的冷热机械训练，此时合金的双程记忆恢复率达到最大值为87%。附图说明
图1 NiTiCu形状记忆合金在不同时效温度下的双程形状记忆恢复率随训练次数的变化 图2 NiTiCu形状记忆合金在不同时效温度下的X射线衍射花样
时效温度不同，所达到的最大双程记忆恢复率值不同，由图1可以看出，时效温度为450°C 时最大双程记忆恢复率可达87%。训练40次后最大双程记忆恢复率基本稳定。
由图2的X射线衍射花样可以看出，400-550'C温度范围内均有fcc-Cu析出。在400和 450'C时效析出Cu3Ti，在500和55(TC析出的是CuJi并有少量NiTi析出。450。C时效的NiTiCu 形状记忆合金具有最高的形状记忆效应，虽然和40(TC时效的析出物相同，但是形状记忆效 应相差很大。说明在45(TC时效时，温度对形成形状记忆效应起主导作用，合适的中温时效 温度，对记忆合金内部的位错序列排列及内应力场有利于形成形状记忆效应。当时效温度过 高时，少量NiTi的析出会影响NiTiCu形状记忆合金的双程记忆恢复率。 具体实施方式 实施例h
选取成分为Ni: 50. l%wt， Ti: 44.9%wt， Cu: 5. 0%wt，相变点A产53。C的NiTiCu形状记 忆合金，将形状记忆合金进行450'C时效，保温60min，再经过冷热机械训练40次，冷水温 度控制在OX:，热水温度为IOO'C。此时合金的双程记忆恢复率为87%，训练40次后双程记 忆恢复率基本稳定，如图1所示。 实施例2:
选取成分为Ni: 49.5%wt， Ti: 44. 5%wt， Cu: 6. 0%wt，相变点A产96。C的NiTiCu形状记 忆合金，将形状记忆合金进行50(TC时效，保温60min，再经过冷热机械训练40次，冷水温 度控制在O'C,热水温度为IO(TC。此时合金的双程记忆恢复率为76%，训练40次后双程记 忆恢复率基本稳定，如图l所示。 实施例3:
选取成分为Ni: 50. 6%wt， Ti: 45.4%wt， Cu: 4. 0%wt，相变点A产10。C的NiTiCu形状记 忆合金，将形状记忆合金进行40(TC时效，保温60min，再经过冷热机械训练40次，冷水温 度控制在O'C，热水温度为IO(TC。此时合金的双程记忆恢复率为70%，训练40次后双程记 忆恢复率基本稳定，如图1所示。
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