一种ＴｉＮｉ合金多功能一体化的复合热处理方法技术

一种ＴｉＮｉ合金多功能一体化的复合热处理方法，它涉及一种ＴｉＮｉ合金多功能一体化的热处理方法。本发明专利技术解决了现有热处理方法处理的ＴｉＮｉ合金性能单一的问题。本发明专利技术的方法按以下步骤进行：一、深冷处理；二、中温退火；三、约束时效处理；即实现了ＴｉＮｉ合金的多功能一体化。本发明专利技术的复合热处理方法处理后的ＴｉＮｉ合金，同时具有良好的形状记忆效应、良好的超弹性性能以及优异的阻尼行为，本发明专利技术的复合热处理方法使得ＴｉＮｉ合金具有良好的多功能一体化性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种TiNi合金多功能一体化的热处理方法。
技术介绍
TiNi合金具有独特的形状记忆特性与超弹性行为以及优异的阻尼行为，用 TiNi合金制成的连接件、紧固件和减振元件在航天航空等多种结构中有着广泛 应用，其应用可有效简化结构、减轻重量、提高使用性能和安全可靠性。目前 我国已用于航天航空结构中的TiNi合金构件主要利用了TiNi合金的某一个单 一功能，记忆效应或超弹性等。随着研究的深入和应用的推广，航天结构中的 均载连接和高阻尼减振等要求TiNi合金兼具有多种功能，只具有单一功能的 TiNi合金己不能满足航空航天结构对智能材料的迫切需求。为实现上述目的， 要求TiNi合金构件兼具有大的恒弹力应变、高的平台应力和高阻尼特性以及高 应变恢复特性等多种功能。但是现有TiNi合金的热处理方法仅能满足TiNi合金 优异的非线性超弹性、高阻尼特性和高应变恢复特性等多种功能中的一项或者 两项，热处理后的TiNi合金性能单一，因此TiNi合金的多功能化热处理工艺技 术亟待解决。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有热处理方法处理的TiNi合金性能单一，而提供了一 种TiNi合金多功能一体化的复合热处理方法。本专利技术TiNi合金多功能一体化的复合热处理方法按以下步骤进行一、 将TiNi合金放入深冷设备中进行深冷处理，控制深冷温度为5 15。C，冷变形 量为15% 25%; 二、深冷处理后的TiNi合金放入保温设备中进行中温退火， 在400 500。C的条件下保温0.5 1.5h;三、TiNi合金退火后放入时效炉中进行 约束时效处理，控制约束应力为180 220MPa，在450~550°C的条件下时效 0.5~1.5h;即实现了 TiNi合金的多功能一体化。本专利技术的TiNi合金热处理方法先通过适当的深冷变形处理，在基体中引入 适量位错；在随后的中温退火过程中，发生位错重排以及热马氏体相变，形成了平直清晰的马氏体界面组态同时位错重排形成规则位错组态；再通过约束时 效在基体上形成细小、弥散、取向分布的Ti3Ni4沉淀相。本专利技术的TiNi合金热 处理方法使得TiNi合金兼具有可动性好的共格马氏体界面，规则位错组态，以 及细小且弥散分布Ti3NU相的微观组织结构，从而具有了优异的形状记忆性能、 超弹性性能和阻尼特性。本专利技术处理后的TiNi合金的最大可恢复应变为80W以上，恢复应力为 500MPa以上，恒弹力应变为60%以上，上平台应力为500MPa以上，SDC为300/。 以上，本专利技术的复合热处理方法使得处理后的TiNi合金同时具有良好形状记忆 效应、超弹性性能和阻尼特性。与现有的热处理方法处理后的TiNi合金相比较， 本专利技术处理的TiNi合金综合性能好，具有良好的多功能一体化的特点。附图说明图l表示采用本专利技术的TiNi合金多功能一体化的复合热处理方法得到的第 一种TiNi合金、中温退火方法处理得到的第二种TiNi合金、深冷处理方法处理 得到的第三种TiNi合金和时效处理方法处理得到的第四种TiNi合金的最大可 恢复应变柱形图，其中横坐标上l表示第一种TiNi合金的最大可恢复应变柱形 图、2表示第二种TiNi合金的最大可恢复应变柱形图、3表示第三种TiNi合金的 最大可恢复应变柱形图、4表示第四种TiNi合金的最大可恢复应变柱形图2表示采用本专利技术的TiNi合金多功能一体化的复合热处理方法得到的第 一种TiNi合金、中温退火方法处理得到的第二种TiNi合金、深冷处理方法处理 得到的第三种TiNi合金和时效处理方法处理得到的第四种TiNi合金的恢复力 柱形图，其中横坐标上l表示第一种TiNi合金的恢复力柱形图、2表示第二种 TiNi合金的恢复力柱形图、3表示第三种TiNi合金的恢复力柱形图、4表示第四 种TiNi合金的恢复力柱形图3表示采用本专利技术的TiNi合金多功能一体化的复合热处理方法得到的第 一种TiNi合金、中温退火方法处理得到的第二种TiNi合金、深冷处理方法处理 得到的第三种TiNi合金和时效处理方法处理得到的第四种TiNi合金的恒弹力 应变柱形图，其中横坐标上l表示第一种TiNi合金的恒弹力应变柱形图、2表示 第二种TiNi合金的恒弹力应变柱形图、3表示第三种TiNi合金的恒弹力应变柱 形图、4表示第四种TiM合金的恒弹力应变柱形图；图4表示采用本专利技术的TiNi合金多功能一体化的复合热处理方法得到的第 一种TiNi合金、中温退火方法处理得到的第二种TiNi合金、深冷处理方法处理 得到的第三种TiNi合金和时效处理方法处理得到的第四种TiNi合金的上平台 应力柱形图，其中横坐标上l表示第一种TiNi合金的上平台应力柱形图、2表示 第二种TiNi合金的上平台应力柱形图、3表示第三种TiNi合金的上平台应力柱 形图、4表示第四种TiNi合金的上平台应力柱形图5表示采用本专利技术的TiNi合金多功能一体化的复合热处理方法得到的第 一种TiNi合金、中温退火方法处理得到的第二种TiNi合金、深冷处理方法处理 得到的第三种TiNi合金和时效处理方法处理得到的第四种TiNi合金的SDC柱 形图，其中横坐标上l表示第一种TiNi合金的SDC柱形图、2表示第二种TiNi合 金的SDC柱形图、3表示第三种TiNi合金的SDC柱形图、4表示第四种TiNi合金 的SDC柱形图。具体实施例方式具体实施方式一本实施方式TiNi合金多功能一体化的复合热处理方法 按以下步骤进行 一、将TiNi合金放入深冷设备中进行深冷处理，控制深冷 温度为5 15。C，冷变形量为15% 25%; 二、深冷处理后的TiNi合金放入保温 设备中进行中温退火，在400 500"C的条件下保温0.5 1.5h;三、TiNi合金退 火后放入时效炉中进行约束时效处理，控制约束应力为180 220MPa，在 450 55(TC的条件下时效0.5 1.5h;即实现了 TiNi合金的多功能一体化。本实施方式采用的TiNi合金的型号是TAI-TAIO。具体实施方式二本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中温度 为7 13"C，冷变形量为18%~22%。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中温度为1(TC，冷变形量为20%。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中在430 47(TC的条件下保温0.7 1.2h。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中在45(TC的条件下保温lh。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中约束应力为190 210MPa，在470 520。C的条件下时效0.7~1.2h。其它步骤及参数 与具体实施方式一相同。具体实施方式七本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤三中约束应力为200MPa，在45(TC的条件下时效lh。其它步骤及参数与具体实施方式 一相同。第一种TiNi合金采用本专利技术的TiNi合金多功能一体化的复合热处理方法 如下 一、将TiNi合金放入深冷设备中进行深冷处理，控制深冷温度为l(TC， 冷变形量为20%; 二、深冷处理后的Ti本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＴｉＮｉ合金多功能一体化的复合热处理方法，其特征在于ＴｉＮｉ合金多功能一体化的复合热处理方法按以下步骤进行：一、将ＴｉＮｉ合金放入深冷设备中进行深冷处理，控制深冷温度为５～１５℃，冷变形量为１５％～２５％；二、深冷处理后的ＴｉＮｉ合金进行中温退火，在４００～５００℃的条件下保温０．５～１．５ｈ；三、ＴｉＮｉ合金退火后放入时效炉中进行约束时效处理，控制约束应力为１８０～２２０ＭＰａ，在４５０～５５０℃的条件下时效０．５～１．５ｈ；即实现了ＴｉＮｉ合金的多功能一体化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡伟，高智勇，隋解和，吴冶，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]