一种提高4D打印TiNiHf高温形状记忆合金力学性能的方法技术

本发明专利技术涉及高温形状记忆合金加工制备技术领域，具体为一种提高4D打印TiNiHf高温形状记忆合金力学性能的方法。首先采用4D打印技术成形TiNiHf高温形状记忆合金，然后在1000～1300℃的条件下保温1～3h后空冷，得到高温热处理后的4D打印TiNiHf高温形状记忆合金材料。本发明专利技术将4D打印TiNiHf高温形状记忆合金通过高温固溶使显微组织均匀，析出相回熔弥合打印缺陷，析出相再析出降低析出相尺寸来大幅度提高了4D打印TiNiHf高温形状记忆合金的力学性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种提高4D打印TiNiHf高温形状记忆合金力学性能的方法

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[0001]本专利技术涉及高温形状记忆合金加工制备
，具体为一种提高4D打印TiNiHf高温形状记忆合金力学性能的方法。

技术介绍
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[0002]Ti
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Ni形状记忆合金是通过固态相变实现形状记忆效应的一种金属间化合物，具有良好的生物相容性和综合力学性能，但Ti
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Ni二元合金的相变温度一般低于100℃，这严重制约了Ti
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Ni形状记忆合金的应用领域。Ti
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Ni基高温形状记忆合金具有较高的马氏体和奥氏体相变温度，可广泛用于制备航空发动机、核电站以及其他高温报警装置中的驱动部件，成为近年来形状记忆合金领域研究的热点方向。相关研究表明添加Hf、Pt和Pb等元素可以有效提升Ti
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Ni形状记忆合金的相变温度，其中Ti
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Ni
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Hf系形状记忆合金具有价格相对低、性能优异等优点，是目前最具有工程化应用前景的高温形状记忆合金之一。
[0003]添加Hf元素后的TiNiHf高温形状记忆合金塑性较差，拉伸应变仅有1.5％左右。低塑性严重限制了TiNiHf高温形状记忆合金的应用，如何提升4D打印TiNiHf高温形状记忆合金的力学性能是该技术在构件领域应用需要解决的关键问题之一。

技术实现思路
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[0004]针对上述现有技术的不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种提高4D打印TiNiHf高温形状记忆合金力学性能的方法，可以提高4D打印TiNiHf高温形状记忆合金的力学性能。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：
[0006]一种提高4D打印TiNiHf高温形状记忆合金力学性能的方法，该方法对4D打印TiNiHf高温形状记忆合金进行高温固溶处理，具体过程为：
[0007]采用1000～1300℃的条件下保温1～3h后空冷，得到高温固溶后的4D打印TiNiHf高温形状记忆合金材料。
[0008]所述的提高4D打印TiNiHf高温形状记忆合金力学性能的方法，4D打印TiNiHf高温形状记忆合金为金属增材制造方法成形TiNiHf高温形状记忆合金。
[0009]所述的提高4D打印TiNiHf高温形状记忆合金力学性能的方法，4D打印TiNiHf高温形状记忆合金的拉伸性能，根据GB/T 228.1
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2021《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》的要求，将4D打印TiNiHf高温形状记忆合金样品加工成符合试验标准的试样，在符合试验条件的环境、设备和测试人员的情况下测得。
[0010]所述的提高4D打印TiNiHf高温形状记忆合金力学性能的方法，在高温固溶处理时，通过高温对4D打印TiNiHf高温形状记忆合金成形时产生的缺陷的弥合以及析出相回熔；经过高温固溶处理后，打印过程产生的缺陷明显减少，析出相回熔后再次析出尺寸明显减小，力学性能显著提高。
[0011]本专利技术的设计思想是：
[0012]本专利技术方法首先采用4D打印技术成形TiNiHf成形状记忆合金，将成形后的高温形状记忆合金进行高温固溶处理，在1000～1300℃条件下保温1～3h，得到高温热处理后的TiNiHf高温形状记忆合金材料。本专利技术在将4D打印TiNiHf高温形状记忆合金在高温条件下进行热处理，通过固溶处理弥合部分打印过程中产生的缺陷，同时高温条件现TiNiHf高温形状记忆合金中的析出相发生回熔，冷却后再次析出的析出相尺寸降低分布均匀，在变形过程中将降低位错缠绕堆积的程度，进而提高4D打印TiNiHf高温形状记忆合金的力学性能。
[0013]本专利技术的优点及有益效果在于：
[0014]1、本专利技术将4D打印TiNiHf高温形状记忆合金通过高温固溶使显微组织均匀，析出相回熔弥合打印缺陷，析出相再析出降低析出相尺寸来大幅度提高了4D打印TiNiHf高温形状记忆合金的力学性能。
[0015]2、采用本专利技术方法可以将抗拉强度由651MPa提升到1011MPa，延伸率由0.5％提升到4.5％，极大提升了4D打印TiNiHf高温形状记忆合金的力学性能，为4D打印TiNiHf高温形状记忆合金的应用提供了一种增强方法。
附图说明：
[0016]图1为850℃固溶处理和原始态4D打印TiNiHf高温形状记忆合金的应力应变曲线；
[0017]图2为900℃固溶处理和原始态4D打印TiNiHf高温形状记忆合金的应力应变曲线；
[0018]图3为950℃固溶处理和原始态4D打印TiNiHf高温形状记忆合金的应力应变曲线；
[0019]图4为1000℃固溶处理和原始态4D打印TiNiHf高温形状记忆合金的应力应变曲线；
[0020]图5为1050℃固溶处理和原始态4D打印TiNiHf高温形状记忆合金的应力应变曲线；
[0021]图6为1100℃固溶处理和原始态4D打印TiNiHf高温形状记忆合金的应力应变曲线；
具体实施方式：
[0022]在具体实施过程中，本专利技术首先采用4D打印技术成形TiNiHf高温形状记忆合金，然后在1000～1300℃的条件下保温1～3h后出炉，在空气中冷却至室温，得到高温热处理后的4D打印TiNiHf高温形状记忆合金材料。
[0023]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例和对比例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0024]对比例1
[0025]本对比例的具体过程为：通过4D打印方法成形TiNiHf高温形状记忆合金材料，将材料在850℃条件下保温3h，然后在空气中冷却至室温。
[0026]如图1所示，850℃固溶处理和原始态4D打印TiNiHf高温形状记忆合金应力应变曲线，从图1中可以看出850℃固溶处理后的力学性能没有明显改变。
[0027]对比例2
[0028]本对比例的具体过程为：通过4D打印方法成形TiNiHf高温形状记忆合金材料，将
材料在900℃条件下保温3h，然后在空气中冷却至室温。
[0029]如图2所示，900℃固溶处理和原始态4D打印TiNiHf高温形状记忆合金应力应变曲线，从图2中可以看出900℃固溶处理后的力学性能仅有微弱提升。
[0030]对比例3
[0031]本对比例的具体过程为：通过4D打印方法成形TiNiHf高温形状记忆合金材料，将材料在950℃条件下保温3h，然后在空气中冷却至室温。
[0032]如图3所示，950℃固溶处理和原始态4D打印TiNiHf高温形状记忆合金应力应变曲线，从图3中可以看出950℃固溶处理后的力学性能仅有小幅度提升。
[0033]实施例1
[0034]本实施例的具体过程为：通过4D打印方法成形TiNiHf高温形状记忆合金材料，将材料在1000℃条件下保温3h，然后在空气中冷却至室温。
[0035]如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高4D打印TiNiHf高温形状记忆合金力学性能的方法，其特征在于，该方法对4D打印TiNiHf高温形状记忆合金进行高温固溶处理，具体过程为：采用1000～1300℃的条件下保温1～3h后空冷，得到高温固溶后的4D打印TiNiHf高温形状记忆合金材料。2.根据权利要求1所述的提高4D打印TiNiHf高温形状记忆合金力学性能的方法，其特征在于，4D打印TiNiHf高温形状记忆合金为金属增材制造方法成形TiNiHf高温形状记忆合金。3.根据权利要求1所述的提高4D打印TiNiHf高温形状记忆合金力学性能的方法，其特征在于，4D打印TiNiHf高温形...

【专利技术属性】
技术研发人员：任德春，姜沐池，杨兴远，刘意，蔡雨升，吉海宾，雷家峰，杨锐，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：