[发明专利]一种低温超弹性用低间隙钛镍铝钒形状记忆合金材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温超弹性用低间隙钛镍铝钒形状记忆合金材料，经过不同温度时效处理后材料具有良好的低温非线性超弹性能。

背景技术

原始钛镍铝钒合金材料的非线性超弹性不理想，为了满足材料的低温非线性超弹性，对合金材料进行必要的特殊工艺及时效处理后，材料表现出良好的低温非线性超弹性。

本发明涉及的低间隙钛镍铝钒合金其杂质含量较低，C≤0.020wt％，O+N≤0.050wt％，H≤0.005wt％；原始合金材料的原始材料低温(-20～0℃)抗拉强度为900～1000MPa，低温拉伸应变量ε_t达到6％时，卸载后残余应变量ε_r≥1.0％，后续冷加工变形量20～30％；时效处理后材料抗拉强度可达1000～1200MPa，低温拉伸应变量ε_t达到6％时，卸载后残余应变量ε_r≤0.3％，具有良好的非线性超弹性，在-20～0℃温度区间内材料具有良好的非线性超弹性；主要应用于制造眼镜架、手机天线、超弹性元器件等。

发明内容

本发明的目的是提出一种低温非线性超弹性用低间隙钛镍铝钒形状记忆合金材料，该合金材料杂质含量低，经时效处理后，具有良好的低温非线性超弹性能。

本发明的一种低间隙钛镍铝钒合金材料，由40～50wt％钛(Ti)、54～60wt％的镍(Ni)、0.15～0.40wt％的铝钒(AlV)组成，其余为不可避免的杂质。

所述的低间隙钛镍铝钒合金材料，其组份为Ti_40-50Ni_54-60(AlV)_0.15-0.40。

所述的钛镍铝钒合金材料，原始材料低温抗拉强度为900～1000MPa，屈服强度为500MPa～600MPa，断后伸长率大于30％，室温拉伸应变量ε_t达到6％时，卸载后残余应变量ε_r≥1.0％；后续冷加工变形量为20～30％。经过不同时效热处理后，抗拉强度可达1000～1200MPa，屈服强度为600MPa～700MPa，延伸率为30～40％，低温拉伸应变量ε_t达到6％时，卸载后残余应变量ε_r≤0.3％；后续冷加工变形量可达到60～70％。

本发明的一种钛镍铝钒合金材料的制备方法，包括下列步骤：

(1)按配比称取0级海绵钛(Ti)、1级电解镍(Ni)、铝钒合金(AlV)；

(2)其中海绵钛压制成Φ30mm电极块，电解镍板卷制成Φ130mm镍筒。将海绵钛电极块和铝钒合金加入镍筒中，均匀分布、压实，制备成感应熔炼用电极。电极在真空中频感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼结束后浇注成TiNiAlV合金铸锭。

(3)将上述制得的低间隙TiNiAlV合金铸锭，使用空气锤锻造成□50mm条坯，再进行热轧成Φ8.5mm线坯，后经热拉拔产出Φ0.8～Φ10mm成品规格的棒材、丝材；辊模拉拔冷拉成Φ0.2～Φ0.8mm成品规格丝材；或轧制成δ2.0～0.7mm的成品规格的板材。

本发明的低间隙TiNiAlV合金材料的优点：

(1)本发明的低间隙TiNiAlV合金有较低的杂质含量，尤其是C≤0.020wt％，O+N≤0.050wt％，H≤0.005wt％。

(2)具有良好的低温非线性超弹性。

(3)不同时效处理后低温抗拉强度为1000～1100MPa，屈服强度为450MPa～500MPa，延伸率大于30％，经过时效热处理后，低温抗拉强度为1000～1200MPa，屈服强度为600MPa～700MPa，延伸率为30～40％，低温拉伸应变量ε_t达到6％时，卸载后残余应变量ε_r≤0.3％；后续冷加工变形量可达到60～70％。

附图说明

图1是钛镍铝钒合金线材的拉伸试验曲线和应力-应变曲线。

图2是时效处理后合金线材的拉伸试验曲线。

图3是时效处理后合金线材的应力-应变曲线。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明是一种低间隙钛镍铝钒合金材料，由40～50wt％Ti、54～60wt％的Ni、0.15～0.40wt％的AlV组成，并且上述各成分的含量之和为100％。

实施例1：

本发明的一种钛镍铝钒合金材料的制备方法和步骤如下：