A low cost method for preparing high temperature shape memory alloys is described. The nominal mass percentage of the alloys is Cu_13.0Al_4.0Ni_xNb, in which the content of Nb is between 0.8wt.% and 3.5wt.%, i.e. 0.8 < x < 3.5. The preparation method is that Cu, Al, Ni and Nb are weighed according to the nominal chemical composition Cu_13.0Al_4.0Ni_xNb, and the alloy raw material is prepared by vacuum arc melting furnace with non-self-consuming type after vacuum to 1 10_3~4 2 Pa, under the protection of high-purity argon, and then the material is cut into the required sample shape, which is 1023. The components were homogenized by 1173K for 12~24 hours. By adding Nb element to refine the grain, the compressive fracture strain of the alloy is greatly increased to over 16%. At this time, the alloy has a good shape memory effect, and the recovery strain can reach 5%.
【技术实现步骤摘要】
一种低成本高温形状记忆合金的制备方法
本专利技术属于金属材料特别是形状记忆合金
,具体涉及一种低成本高温形状记忆合金的制备方法。
技术介绍
状记忆合金作为一种典型的智能材料,在机械、电子、能源、化工、航空航天、生物医学和日常生活等领域被广泛应用,利用其形状记忆效应制成的各种驱动元件结构简单,灵敏度高且可靠性好。在众多形状记忆合金中,应用最多的是Ti-Ni合金,然而,该合金Ms温度低于100℃,只能在较低温度下使用。而在相当多的情况下,如防火系统、电流过载保护、航空发动机以及核反应堆中的驱动装置的工作温度均高于100℃。因此,发展高温记忆合金一直是形状记忆合金领域的重点方向之一。目前研究较多的高温形状记忆合金主要有:Ti-Ni-X(X=Pd、Pt和Au)高温记忆合金、Ni-Mn-Ga基高温记忆合金、Ta-Ru和Nb-Ru高温记忆合金以及Ti-Ta基高温记忆合金等。这些合金均具有较高的相变温度,且表现出不俗的高温形状记忆特性,然而,Pd、Pt、Au、Ta、Ru和Ga等贵金属的成本太高,制约了以上高温记忆合金的大规模实际应用。Cu-Al-Ni高温记忆合金成本低,是一种适合发展高温记忆合金的材料体系,然而,严重的多晶脆性制约了其实际应用,如何提高Cu-Al-Ni合金的塑性成为一个关键的技术问题。目前,改进Cu-Al-Ni脆性最有效的方法是粉末冶金(细化晶粒),该方法虽然可以得到晶粒细小且力学性能较好的合金材料,但工艺复杂,不利于实际生产。因此,开发一种工艺简单且对Cu-Al-Ni脆性改进效果明显的制备方法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术目的是克服现有技术 ...
【技术保护点】
1.一种低成本高温形状记忆合金的制备方法,其特征在于所述合金制作成本低且具有较好的力学性能和形状记忆效应,质量百分比名义化学成分Cu‑13.0Al‑4.0Ni‑xNb,Nb元素含量在0.8wt.%至3.5wt.%之间,Cu元素含量在82.2wt.%至79.5wt.%之间,Al元素含量固定为13.0wt.%,Ni元素含量固定为4.0wt.%;上述低成本高温形状记忆合金的制备方法是按照以下步骤完成的:一、称取:按名义化学成分Cu‑13.0Al‑4.0Ni‑xNb称取Cu、Al、Ni、Nb作为原料,其中x的取值在0.8至3.5之间,Al和Ni含量分别固定为13.0wt.%和4.0wt.%;二、制备Cu‑Al‑Ni‑Nb合金铸锭:将原材料置于非自耗式真空电弧熔炼炉,抽真空至1×10‑3~4×10‑2Pa后,在高纯氩气保护下制备合金;为了保证合金的成分均匀性,每个样品用机械手反复翻转,熔炼4~10次,在熔炼过程中加以磁搅拌,得到直径为35~50mm的扣状试样;三、制备均匀化处理后的铸锭:熔炼制得材料经机械抛光去除表面杂质,采用线切割方法获得所要求试样形状,并用丙酮清洗,之后封入真空度为1×10‑ ...
【技术特征摘要】
1.一种低成本高温形状记忆合金的制备方法,其特征在于所述合金制作成本低且具有较好的力学性能和形状记忆效应,质量百分比名义化学成分Cu-13.0Al-4.0Ni-xNb,Nb元素含量在0.8wt.%至3.5wt.%之间,Cu元素含量在82.2wt.%至79.5wt.%之间,Al元素含量固定为13.0wt.%,Ni元素含量固定为4.0wt.%;上述低成本高温形状记忆合金的制备方法是按照以下步骤完成的:一、称取:按名义化学成分Cu-13.0Al-4.0Ni-xNb称取Cu、Al、Ni、Nb作为原料,其中x的取值在0.8至3.5之间,Al和Ni含量分别固定为13.0w...
【专利技术属性】
技术研发人员:张欣,刘庆锁,张明,
申请(专利权)人:天津理工大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。