一種具有逆向形狀記憶效應(yīng)的鐵錳鋁基合金的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及形狀記憶合金領(lǐng)域，具體設(shè)及一種具有逆向形狀記憶效應(yīng)的鐵儘侶基 合金。
【背景技術(shù)】
[0002] 形狀記憶合金作為一種集感知和驅(qū)動(dòng)于一體的新型金屬功能材料，不僅擁有普 通金屬材料的機(jī)械性能，而且擁有普通金屬材料所沒有的形狀記憶效應(yīng)和超彈性，因此自 發(fā)現(xiàn)W來便受到了廣泛關(guān)注。形狀記憶合金的形狀記憶效應(yīng)分為正向和逆向形狀記憶效 應(yīng)。正向形狀記憶效應(yīng)是指形狀記憶合金在一定溫度變形，隨后加熱至一定溫度后其沿變 形的反方向全部或部分恢復(fù)至變形前形狀的現(xiàn)象。逆向形狀記憶效應(yīng)是指變形后的形狀 記憶合金當(dāng)加熱至一定溫度后發(fā)生或者不發(fā)生正向形狀記憶效應(yīng)，但隨后繼續(xù)提高加熱 溫度其將沿變形的方向繼續(xù)發(fā)生變形的現(xiàn)象。逆向形狀記憶效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步擴(kuò)展了形 狀記憶合金的應(yīng)用范圍，例如可用于一次性可拆卸連接件或者一次性傳感元件。在1975 年，化PS在化-Zn-Si和化-Zn-Al合金中觀察到了貝氏體轉(zhuǎn)變導(dǎo)致的逆向形狀記憶效應(yīng) (Shapememoryeffectsinalloy,PlenumPress,NewYork, 1975)。在1984年，Koyama 和Nittono在In-Pb合金中也觀察到了貝氏體轉(zhuǎn)變導(dǎo)致的逆向形狀記憶效應(yīng)（Scripta Metall. 1984，18: 1075)。然而至今，在其他合金中還未見到有關(guān)逆向形狀記憶效應(yīng)的相 關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種具有逆向形狀記憶效應(yīng)的鐵儘侶基合金。
[0004] 化基合金中的逆向形狀記憶效應(yīng)源于0 '相向高溫相a相的貝氏體轉(zhuǎn)變。值得 指出的是，化基合金中高溫相a相與馬氏體相具有非常類似的晶體學(xué)特征。據(jù)此，在其他 合金體系中如果我們能實(shí)現(xiàn)高溫相與馬氏體相具有類似的晶體學(xué)特征，那么我們將有可能 同樣實(shí)現(xiàn)逆向形狀記憶效應(yīng)。居于此，本發(fā)明通過對(duì)合金成分的設(shè)計(jì)和調(diào)整，在鐵儘侶基合 金中實(shí)現(xiàn)了高溫相丫奧氏體與丫'馬氏體具有非常類似的晶體學(xué)特征，進(jìn)而獲得了a鐵 素體向高溫相丫奧氏體轉(zhuǎn)變導(dǎo)致的逆向形狀記憶效應(yīng)。所述具有逆向形狀記憶效應(yīng)的鐵 儘侶基合金中各元素的原子百分比含量為：Mn25-42%，Al12-18%，Ni0-12%，Si0-5%，Ti 0-2%，V0-2%，Cr0-5%，Co0-3%，Cu0-1%，Mo0-2%，W0-1%，B0-0. 5%，C0-0. 5%，余為化 和不可避免的雜質(zhì)，其中Si、Ti、V、化、Co、化、Mo、W、B和C元素的原子百分比含量之和小 于10%。上述鐵儘侶基合金呈現(xiàn)逆向形狀記憶效應(yīng)的溫度區(qū)間為300°C至800°C。
[0005] 為了獲得更好的逆向形狀記憶效應(yīng)，上述鐵儘侶基合金中各元素的原子百分比含 量為：Mn30-38%，Al13-17%，Ni5-10%，并且 51、11、￥、化、(：〇、〇1、]\1〇、胖、6和(：元素的原 子百分比含量之和小于5%。通過合金成分的進(jìn)一步優(yōu)化，上述鐵儘侶基合金中Mn、Al和Ni 元素的原子百分比含量最好為：Mn34-36%，Al14-16%，Ni6-8%。
[0006] 本發(fā)明具有如下特點(diǎn)：（1)提供了一種具有逆向形狀記憶效應(yīng)的新型鐵儘侶基合 金；（2)由于上述鐵儘侶基合金發(fā)生逆向形狀記憶效應(yīng)的溫度區(qū)間為300°C至800°C，因此 其也可W作為一種新型的高溫形狀記憶合金。
【具體實(shí)施方式】
[0007] 下面給出實(shí)施例1至28, W對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0008] 表1給出了實(shí)施例1至28的鐵儘侶基合金的化學(xué)成分。將上述合金在120(TC 固溶處理30分鐘后用于表征其逆向形狀記憶效應(yīng)。采用彎曲法測(cè)試鐵儘侶基合金的逆向 形狀記憶效應(yīng)，具體步驟如下：首先將鐵儘侶基合金線切割為厚度為1mm、寬度為2mm、長(zhǎng)為 IOOmm的長(zhǎng)條形試樣；接著將長(zhǎng)條形試樣與直徑為40mm的圓柱體形狀的模具互相垂直，并 W試樣寬度為2mm的面與該模具的圓柱面相切，然后將試樣在模具上彎曲變形90度；接下 來將試樣加熱至250°C使其消除正向形狀記憶效應(yīng)導(dǎo)致的角度變化，即沿變形的相反方向 變化的角度；最后將試樣加熱至300°C至900°C分別測(cè)量不同溫度下由逆向形狀記憶效應(yīng) 導(dǎo)致的角度變化，即沿變形的方向變化的角度。實(shí)施例1至28的鐵儘侶基合金的逆向形狀 記憶效應(yīng)結(jié)果如表2所示，其中的數(shù)據(jù)清楚的表明：鐵儘侶基合金在30(TC至80(TC溫度區(qū) 間內(nèi)呈現(xiàn)顯著的逆向形狀記憶效應(yīng)。
[0009] 表1實(shí)施例1至28的化學(xué)成分。
[0010] 表2實(shí)施例I至28的逆向形狀記憶效應(yīng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有逆向形狀記憶效應(yīng)的鐵錳鋁基合金，其特征在于，所述鐵錳鋁基合金中各 元素的原子百分比含量為：Mn 25-42%，Al 12-18%，Ni 0-12%，Si 0-5%，Ti 0-2%，V 0-2%， Cr 0-5%，Co 0-3%，Cu 0-1%，Mo 0-2%，W 0-1%，B 0-0.5%，C 0-0.5%，余為 Fe 和不可避免的 雜質(zhì)，其中Si、Ti、V、Cr、Co、Cu、Mo、W、B和C元素的原子百分比含量之和小于10% ;所述鐵 錳鋁基合金呈現(xiàn)逆向形狀記憶效應(yīng)的溫度區(qū)間為300°C至800°C。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有逆向形狀記憶效應(yīng)的鐵錳鋁基合金，其特征在于， 所述鐵錳鋁基合金中各元素的原子百分比含量為：Mn 30-38%，Al 13-17%，Ni 5-10%，并且 Si、Ti、V、Cr、Co、Cu、Mo、W、B和C元素的原子百分比含量之和小于5%。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有逆向形狀記憶效應(yīng)的鐵錳鋁基合金，其特征在于， 所述鐵錳鋁基合金中Mn、Al和Ni元素的原子百分比含量分別為：Mn 34-36%，Al 14-16%， Ni 6-8%〇
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有逆向形狀記憶效應(yīng)的鐵錳鋁基合金，屬形狀記憶合金領(lǐng)域。所述鐵錳鋁基合金中各元素的原子百分比含量為：Mn？25-42%，Al？12-18%，Ni？0-12%，Si？0-5%，Ti？0-2%，V？0-2%，Cr？0-5%，Co？0-3%，Cu？0-1%，Mo？0-2%，W？0-1%，B？0-0.5%，C？0-0.5%，余為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其中Si、Ti、V、Cr、Co、Cu、Mo、W、B和C元素的原子百分比含量之和小于10%。所述鐵錳鋁基合金呈現(xiàn)逆向形狀記憶效應(yīng)的溫度區(qū)間為300℃至800℃。
【IPC分類】C22C30/00, C22C30/02, C22C38/06
【公開號(hào)】CN105154751
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510712642
【發(fā)明人】彭華備, 黃攀, 文玉華, 王珊玲
【申請(qǐng)人】四川大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年10月28日