[发明专利]一种增韧高温形状记忆合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种记忆合金材料，尤其是涉及一种增韧高温形状记忆合金及其制备方法。

背景技术

作为功能材料的形状记忆合金因具有感知与驱动功能，已在工程、医疗等领域得到了广泛应用。而高温形状记忆合金由于其马氏体相变温度高于120℃，因此在实际应用中的许多场合，如火灾或过热情形的预警及自动防护系统等，都能发挥更大的作用。(1、贺志荣，周敬恩，开发高温形状记忆合金应考虑的因素，兵器材料科学与工程，2002，25(2)，68；2、王永前，赵连城，高温形状记忆合金研究进展，功能材料，1995，26(4)，377；3、K.Otsuka andX.Ren，Rencent development in the reseach of shape memory alloys，Intermetallics，1999，7，511-528；4、J.Van Humbeeck，High temperature shape memory alloys，J.Eng.Mater.Tech，1999，121，98)。

NiMnGa是一种典型的Heusler合金，通过调整NiMnGa合金的成分，其马氏体相变温度可以调整到较高的温度范围(＞200℃)，同时由于其具有很好的相变稳定性和形状记忆性能稳定性，且成本较低，因此NiMnGa具有发展成为新型高温形状记忆合金的良好潜力。(5、V.A.Chernenko，E.Cesari，V.V.KoKorin，I.N.Vitenko，The development of new ferromagnetic shapememory alloys in NiMnGa system，Scripta Matall.Mater，1995，33(8)，1239)。因其具有很好的相变稳定性和形状记忆性能稳定性，且成本较低，故具有很好的发展前景。目前，NiMnGa单晶的形状记忆可回复应变是迄今为止高温形状记忆合金中最好的。(6、H.B.Xu，Y.Q.Ma，C.B.Jiang，A high-temperature shape memory alloy Ni₅₄Mn₂₅Ga₂₁ Appl.Phys.Lett.2003，82，320)。但从实用的角度考虑，单晶的制备、尺寸以及成本方面的因素使其应用前景具有很大局限性，所以要想走向实用，必须是制备工艺简单的多晶材料。但NiMnGa金属间化合物所固有的多晶高脆性严重阻碍了它的实用化(7、C.B.Jiang，T.Liang，H.B.Xu，M.Zhang，G.H.Wu，Appl.Phys.Lett.2002，81，2818)。现阶段多采用添加第四元素的方法改善NiMnGa合金的脆性，如Ni、Fe、Co、Cu及某些稀土元素。(8、Y.Q.Ma，C.B.Jiang，Y.Li，H.B.Xu，C.P.Wang，X.J.Liu，Studyof Ni_50+xMn₂₅Ga_25-x(x＝2-11)as high-temperature shape-memory alloys，Acta Materialia，55(2007)1533.9、Y.Q.Ma，S.Y.Yang，Y.Liu，X.J.Liu，The ductility and shape-memory properties ofNi-Mn-Co-Ga high-temperature shape-memory alloys，Acta Materialia，57(2009)3232-3241)

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较高马氏体相变温度，较好塑性的增韧高温形状记忆合金及其制备方法。

本发明所述增韧高温形状记忆合金是一种镍锰铬镓高温形状记忆合金，其组成及其按原子百分比的含量为镍56％、锰19％～24％、铬1％～6％、镓19％。

本发明所述增韧高温形状记忆合金的制备方法包括以下步骤：

1)将镍、锰、铬和镓原料放入炉内，抽真空，充入氩气，熔炼，得增韧高温形状记忆合金锭材；

2)将增韧高温形状记忆合金锭材热处理后，随炉冷却；

3)将经过热处理的增韧高温形状记忆合金锭材热轧成片状合金材料；

4)将热轧后的片状合金材料切成试样，热处理后，冰水淬火，即得增韧高温形状记忆合金。

在步骤1)中，所述熔炼的温度最好为1700～2100℃。

在步骤2)中，所述热处理的温度最好为800～900℃。

在步骤3)中，所述热轧的温度最好为800～950℃。