專利名稱：一種提高NiTiCrRE形狀記憶合金超彈性的固溶處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及形狀記憶合金領域，特指一種提高NiTiCrRE形狀記憶合金超彈性的固溶處理 方法。
背景技術：
近等原子比的NiTi合金由于具有良好的形狀記憶效應及超彈性而得到廣泛應用，而這些 優(yōu)異的性能又可以通過熱處理來調整。通常情況下，NfTi多元合金中最常用的熱處理手段是 固溶處理及時效處理。時效處理可以在富Ni的NiTi合金中析出Ti3Ni'4相，從而改變合金的相 變行為及力學性能，因此也受到學者們的廣泛關注及研究。在實際生產應用過程中，往往需 要對NiTiCrRE形狀記憶合金有較大的變形量，例如在眼鏡架的實際生產中，需要對絲材有很 大的塑性變形。要讓NiTiCrRE形狀記憶合金能夠有較大的塑性變形，必須經(jīng)過高溫的固溶處 理，否則會因為承受不住大的壓力而開裂。同時，經(jīng)過較大變形的試樣必須要經(jīng)過恢復彈性 的時效處理工藝，才能表現(xiàn)出優(yōu)良的超彈性。針對這一問題，本發(fā)明開發(fā)出一種提高NiTiCrRE 形狀記憶合金超彈性的固溶處理方法。經(jīng)過査詢，未見有相關專利發(fā)表。
發(fā)明內容
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本發(fā)明涉及一種提高NiTiCrRE形狀記憶合金超彈性的固溶處理方法，其特征為對 NiTiCrRE形狀記憶合金進行固溶處理，其成分范圍為Ni:55.1-57.5wt%; Ti:41.5-43.7wt%; Cr:0.4-0.9wt%;復合稀土 RE: 0.1-2 wt%。當經(jīng)過700'C固溶保溫處理60min，再經(jīng)時效處 理之后，合金會呈現(xiàn)完全的非線性超彈性，達到最佳的超彈性性能。


圖1固溶溫度小于700'C不同保溫時間下的拉伸力-變形量關系曲線 其中a為620'C保溫40min的拉伸力-變形量關系曲線，b為66(TC保溫40min的拉伸 力-變形量關系曲線，c為680'C保溫40min的拉伸力-變形量關系曲線，d為680'C保溫80min 的拉伸力-變形量關系曲線。由圖1可見，在本發(fā)明所涉及的合金成分范圍為內，當固溶溫度 低于7WTC的時候，合金不能呈現(xiàn)出完全的非線性超彈性，但是隨著固溶溫度的增加和保溫 時間的延長，合金的殘留變形在不斷的減少。這表明，合金的超彈性隨著固溶溫度和保溫時 間的增加而增強。
圖2固溶溫度為700'C不同保溫時間下的拉伸力-變形量關系曲線 其中a為70(TC保溫20min的拉伸力-變形量關系曲線，b為70(TC保溫40min的拉伸 力-變形量關系曲線，c為70(TC保溫60min的拉伸力-變形量關系曲線，d為700。C保溫80min 的拉伸力-變形量關系曲線。由圖2可見，當固溶溫度達到700。C后，隨著保溫時間的增長，
3合金的彈性不斷的增強，而且在保溫時間達到60min之后，合金達到完全的非線性超彈性。 但是當保溫時間繼續(xù)增加后，合金的殘留變形(圖2-d)卻反而增大，超彈性減小。這說明， 過長的保溫時間也會影響后續(xù)強化相的析出，繼而使得試樣的超彈性減小。 圖3固溶溫度為72(TC不同保溫時間下的拉伸力-變形量關系曲線 其中a為72(TC保溫20min的拉伸力-變形量關系曲線，b為72(TC保溫40min的拉伸 力-變形量關系曲線，c為720'C保溫60min的拉伸力-變形量關系曲線,d為720'C保溫80min 的拉伸力-變形量關系曲線。由圖3可見合金不能呈現(xiàn)出完全的非線性超彈性，并且有了較大 的殘留變形。在較小的保溫時間內，合金的超彈性(圖3-a，b)隨時間的增長而增強，但隨著 保溫時間的增長，當合金在720'C保溫60min時，合金的超彈性反而減小(圖3-c);當保溫 時間繼續(xù)增加時，合金的殘留變形繼續(xù)增大，超彈性減小(圖3-d)?？梢哉J為，經(jīng)過過高溫 度的固溶處理后，合金的殘留變形會反而增大，晶粒不斷增大，使馬氏體位錯的密度下降， 導致其后續(xù)的強化相析出會受到影響，合金不能呈現(xiàn)出完全的非線性超彈性，合金的超彈性 性能逐漸減弱。
具體實施例方式
選取成分為，Ni:55.6wt%; Ti: 42.43 wt%; Cr: 0.71 wt%; RE:1.26wt%。長度為12cm， 直徑為1.16mm的NiTiCrRE形狀記憶合金絲材。
將經(jīng)過620。C保溫40min, 660。C保溫40min， 680。C保溫40min， 680。C保溫80min固溶 處理和時效之后的絲材，放在WDW—10微機控制電子式萬能拉伸試驗機上進行拉伸試驗， 得到不同的拉伸力一變形量關系曲線。通過對拉伸試驗曲線(見圖1)可以看出，當固溶溫度 低于700'C的時候，合金不能呈現(xiàn)出完全的非線性超彈性，但是隨著固溶溫度的增加和保溫 時間的延長，合金的殘留變形在不斷的減少。這表明，合金的超彈性隨著固溶溫度和保溫時 間的增加而增強。
實施例2:
選取成分為，Ni: 56.1wt%; Ti: 41.91 wt%; Cr: 0.58 wt%; RE:1.41 wt%。長度為12cm, 直徑為1.21mm的NiTiCrRE形狀記憶合金絲材。
將經(jīng)過7(Xrc固溶處理和時效之后的記憶合金絲材，放在WDW—10微機控制電子式萬 能拉伸試驗機上進行拉伸試驗，試驗的加載速率為1mm/min，到2.7KN保持2秒鐘后，以 1mm/min的速率卸載，得到不同的拉伸力一變形量關系曲線。通過對拉伸試驗曲線(見圖2) 可以看出，當固溶溫度達到70(TC后，隨著保溫時間的增長，合金的彈性不斷的增強，而且 在保溫時間達到60min之后，試樣達到完全的非線性超彈性。但是當保溫時間繼續(xù)增加后，合金的殘留變形(圖2-d)卻反而增大，超彈性減小。這說明，過長的保溫時間也會影響后 續(xù)強化相的析出，繼而使得試樣的超彈性減小。 實施例3:
選取成分為Ni: 57 wt%; Ti:41.05wt%: Cr: 0.65wt%; RE:1.3wt%。長度為13cm,直徑 為1.29mm的NHTiCrRE形狀記憶合金絲材。
將經(jīng)過720'C固溶處理和時效之后的記憶合金絲材，放在WDW—10微機控制電子式萬 能拉伸試驗機上進行拉伸試驗，試驗的加載速率為1mm/min，到2.7KN保持2秒鐘后，以 1mm/min的速率卸載，得到不同的拉伸力-變形量關系曲線。由圖3可見試樣不能呈現(xiàn)出完 全的非線性超彈性，并且有了較大的殘留變形。在較小的保溫時間內，試樣的超彈性(圖3-a，b) 隨時間的增長而增強，但隨著保溫時間的增長，當合金在72(TC保溫60min時，合金的超彈 性反而減小(圖3-c);當保溫時間繼續(xù)增加時，合金的殘留變形繼續(xù)增大，超彈性減小(圖 3-d)。可以認為，經(jīng)過過高溫度的固溶處理后，合金不能呈現(xiàn)出完全的非線性超彈性，同時 隨著保溫時間的增加合金的超彈性性能逐漸減弱。
權利要求
1、一種提高NiTiCrRE形狀記憶合金超彈性的固溶處理方法，其特征為對NiTiCrRE形狀記憶合金進行固溶處理，其成分范圍為Ni55.1～57.5wt％；Ti41.5～43.7wt％；Cr0.4～0.9wt％；復合稀土RE0.1-2wt％。當經(jīng)過700℃固溶保溫處理60min，再經(jīng)時效處理之后，合金會呈現(xiàn)完全的非線性超彈性，達到最佳的超彈性性能。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高NiTiCrRE形狀記憶合金超彈性的固溶處理方法，其特征為對NiTiCrRE形狀記憶合金進行固溶處理，其成分范圍為Ni55.1～57.5wt％；Ti41.5～43.7wt％；Cr0.4～0.9wt％；復合稀土RE0.1-2wt％。當經(jīng)過700℃固溶保溫處理60min，再經(jīng)時效處理之后，合金會呈現(xiàn)完全的非線性超彈性，達到最佳的超彈性性能。
文檔編號C22F1/10GK101649436SQ20091003264
公開日2010年2月17日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權日2009年6月30日
發(fā)明者司乃潮, 司松海 申請人:鎮(zhèn)江憶諾唯記憶合金有限公司