一种高塑性、高强度Co-V-Ga-Ni高温形状记忆合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高塑性、高强度Co

【技术实现步骤摘要】
一种高塑性、高强度Co
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V
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Ga
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Ni高温形状记忆合金及其制备方法


[0001]本专利技术属于记忆合金
，具体涉及一种高塑性、高强度Co
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V
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Ga
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Ni高温形状记忆合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]高温形状记忆合金(High
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temperature shape memory alloys：HTSMA)是指马氏体相变开始温度(Ms)高于100℃的形状记忆合金，可用于如航天航空飞机、火灾报警系统、卫生医疗和车辆工程、卫星基板及核电站中的驱动装置等场合，一直是形状记忆合金领域研究的热点。
[0003]近年来随着复杂的服役环境对材料性能的要求愈发严苛，既要求合金具有高的形状记忆效应以及相变温度，又期望其拥有具有更优异的机械性能、热循环稳定性、抗氧化性、以及强耐腐蚀性与抗高温蠕变性。因此持续探索开发具有优异机械性能、高相变温度与稳定回复性的HTSMAs有着极其重要的现实价值。
[0004]Co
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V
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Ga系形状记忆合金作为一类新型智能高温形状记忆材料，兼具较宽可调的马氏体相变温度(0
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500K)和优异的热稳定性，因其具有优异的耐腐蚀性、弹热性以及物理特性从中脱颖而出，是一种极具潜力的HTSMA。
[0005]由于Co
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V
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Ga系形状记忆合金本征脆性、强度较低等缘故，极大地限制了该类合金材料在实际工程中的应用及发展。因此如何增强Co
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V
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Ga系合金的强度、塑性，降低脆性，从而改善其机械性能，获得高的相变温度与优异力学性能，己成为高温记忆合金应用和发展的主要研究方向。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高塑性、高强度Co
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V
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Ga
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Ni高温形状记忆合金及其制备方法，该方法是通过在Co
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V
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Ga合金中引入镍，使得制备的Co
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V
‑
Ga
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Ni合金材料具有优异的耐高温性能，同时显著提高了Co
‑
V
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Ga系合金的抗压强度以及塑性，降低其脆性，改善了其机械性能。
[0007]本专利技术是采用以下技术方案实现的：
[0008]一种高塑性、高强度Co
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V
‑
Ga
‑
Ni高温形状记忆合金的制备方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一：按照Co
55
V
29
Ga
16
‑
x
Ni
x
合金中原子比称取Co、V、Ga、Ni，其中x为5；
[0010]步骤二：将称取的原料放入坩埚中，并利用真空非自耗电弧熔炼炉进行真空电弧熔炼，得到合金铸锭；
[0011]步骤三：将所述合金铸锭切割成圆柱状；
[0012]步骤四：将切割后的合金铸锭进行表面除杂以及清洗后，得到圆柱试样；
[0013]步骤五：经所述圆柱试样置于石英管中进行抽真空处理并进行封管，得到封管样品；
[0014]步骤六：将所述封管样品置于热处理炉中进行均质化处理，其中处理温度为1100℃，处理时间为24小时；最后进行水淬，得到高塑性、高强度Co
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V
‑
Ga
‑
Ni高温形状记忆合金。
[0015]优选的，步骤二是将称取的Ga原料放于坩埚的最上层。
[0016]优选的，步骤二真空电弧熔炼是先进行抽真空处理，以使得真空度为
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0.05MPa，然后引弧后调整熔炼电流为200A，进行熔炼以除去残留的氧气，再调整电流至270A～300A进行反复熔炼处理。
[0017]更优选的，步骤二所述真空电弧熔炼是在电流270A～300A下进行5～10次熔炼处理，每次熔炼时间为1min，单次熔炼结束后需对合金锭进行翻面处理。
[0018]优选的，步骤三是将所述合金铸锭切割成直径为3mm且长度为7mm的圆柱。
[0019]优选的，步骤四是将切割后的合金铸锭经线切割和机械抛光去除表面杂质，清洗后得到的圆柱试样。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]本专利技术是在Co
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V
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Ga合金中引入镍，从而显著有效提高了Co
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V
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Ga系合金的抗压强度和塑性，同时使其具有优异的耐高温性能。本专利技术通过引入镍，进一步降低了Co
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V
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Ga系合金中Ga的用量，从而降低了合金的加工成本，具有较高的经济价值。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例1以及对比例1制备的记忆合金的XRD衍射图；
[0023]图2为本专利技术实施例1以及对比例1制备的记忆合金的差示扫描量热图DSC；
[0024]图3为对比例1制备的记忆合金的显微组织图；
[0025]图4为实施例1制备的记忆合金的显微组织图；
[0026]图5为本专利技术实施例1以及对比例1制备的记忆合金的压缩应力应变曲线图。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0028]实施例1
[0029]一种高塑性、高强度Co
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V
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Ga
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Ni高温形状记忆合金的制备方法，步骤如下：
[0030]步骤一：按照Co
55
V
29
Ga
11
Ni5合金中原子比称取Co、V、Ga、Ni；
[0031]步骤二：将称取的原料放入坩埚中，并利用真空非自耗电弧熔炼炉进行真空电弧熔炼，得到合金铸锭；其中将称取的Ga原料放于坩埚的最上层；其中真空电弧熔炼是先进行抽真空处理，以使得真空度为
‑
0.05MPa，然后引弧后调整熔炼电流为200A，进行熔炼以除去残留的氧气，再调整电流至280A进行反复熔炼6次，每次熔炼时间为1min，单次熔炼结束后需对合金锭进行翻面处理；
[0032]步骤三：将所述合金铸锭切割成直径为3mm且长度为7mm的圆柱；
[0033]步骤四：将切割后的合金铸锭经线切割和机械抛光去除表面杂质，清洗后得到的圆柱试样；
[0034]步骤五：将所述圆柱试样置于石英管中进行抽真空处理(真空度为10
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高塑性、高强度Co
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V
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Ga
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Ni高温形状记忆合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：按照Co
55
V
29
Ga
16
‑
x
Ni
x
合金中原子比称取Co、V、Ga、Ni，其中x为5；步骤二：将称取的原料放入坩埚中，并利用真空非自耗电弧熔炼炉进行真空电弧熔炼，得到合金铸锭；步骤三：将所述合金铸锭切割成圆柱状；步骤四：将切割后的合金铸锭进行表面除杂以及清洗后，得到圆柱试样；步骤五：经所述圆柱试样置于石英管中进行抽真空处理并进行封管，得到封管样品；步骤六：将所述封管样品置于热处理炉中进行均质化处理，其中处理温度为1100℃，处理时间为24小时；最后进行水淬，得到高塑性、高强度Co
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V
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Ga
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Ni高温形状记忆合金。2.根据权利要求1所述高塑性、高强度Co
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V
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Ga
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Ni高温形状记忆合金的制备方法，其特征在于，步骤二是将称取的Ga原料放于坩埚的最上层。3.根据权利要求1所述高塑性、高强度Co
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V
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Ga
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【专利技术属性】
技术研发人员：侯龙，李喜，周婷，陆世伟，慈吉洲，李翔宇，杨思远，余兴，王建涛，龙智鹏，张伟伟，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：