[发明专利]一种土木建筑用Cu-Al-Mn形状记忆合金减震吸能器及制造方法

说明书

本发明公开了一种土木建筑用Cu‑Al‑Mn形状记忆合金减震吸能器及制造方法，包括连接组件、减震吸能组件和辅助组件，所述连接组件包括上板和下板，所述减震吸能组件和所述辅助组件为水平交替叠设置在所述连接组件之间，所述减震吸能组件为异性合金板，所述辅助组件为钢板，位于下方设置的所述异性合金板与所述下板连接，位于上方的所述钢板与所述上板连接。有益效果：在水平方向可提供高可恢复应变，允许建筑物在地震等情况下与基础之间产生较大的水平摇摆，以吸收水平方向的震动能量；在铅垂方向上提供较高可恢复应变，起到铅垂方向吸能减震作用的同时，由于具有更高的强度，使器件具有更高的承重能力。

技术领域

本发明涉及减震领域，具体来说，涉及一种土木建筑用Cu-Al-Mn形状记忆合金减震吸能器及制造方法。

背景技术

近年来，强地震和飓风等自然灾害频发，给人类的生命财产带来了严重的灾难，其中水平摇摆和震动带来的巨大能量引起建筑物发生大幅应变而造成的破坏、倒塌或坍塌等是主要的灾难来源。且建筑物的高度越高，水平摇摆和震动引起的应变越大。因此在现代土木建筑中，减轻建筑结构在外界载荷下的破坏性响应，提高建筑结构的抗灾性能是亟需解决的重要问题之一。自然因素可能对高层建筑物产生破坏作用主要有两种：一是在地震、强风等载荷作用下产生的水平摇摆，特别是对于一些细而高的建筑物，例如塔式建筑、烟囱、大型广告牌等，水平摇摆可产生大幅度的水平位移。二是地震载荷作用下产生的铅垂方向的位移。因此，采用形状记忆合金制成的减震吸能部件必须在水平和竖直方向同时具有较高超弹性。另外，由于减震吸能器一般安装于上部建筑物和基础之间，所以还要求减震吸能器在铅垂方向上具有较高的强度以承担上部建筑物的重量。因此，本发明记载一种记忆合金减震吸能器，且设计出减震吸能器稳定连接关系。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土木建筑用Cu-Al-Mn形状记忆合金减震吸能器及制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种土木建筑用Cu-Al-Mn形状记忆合金减震吸能器及制造方法，包括连接组件、减震吸能组件和辅助组件，所述连接组件包括上板和下板，所述减震吸能组件和所述辅助组件为水平交替叠设置在所述连接组件之间，所述减震吸能组件为异性合金板，所述辅助组件为钢板，位于下方设置的所述异性合金板与所述下板连接，位于上方的所述钢板与所述上板连接，所述异性合金板制备方法具体步骤如下：

步骤1：以纯度99.9％以上的无氧铜、以纯度99.9％以上的电解铝、以纯度99.9％以上的电解锰、复合稀土添加剂和海绵钛为原料，采用电磁感应真空熔炼方法制备预制合金，合金熔炼温度为1300°C，冷却方式为空冷、水淬均可，获得成分均匀的预制合金，熔炼过程中，加入复合稀土添加剂；

步骤2：将预制合金在1100°C重新熔化，保温30min后，浇注到底部为水冷铜模冷却、周向保温温度为1100°C的石墨结晶器中，合金由下而上定向凝固，形成柱状晶组织，凝固过程中的温度梯度大于8°C/mm；

步骤3：待合金熔体全部凝固后，随炉冷却到850°C时将铸锭取出水淬；

步骤4：将淬火后的铸锭重新加热到160°C时效45分钟后空冷或水淬；

步骤5：将合金铸锭进行轧制，将轧制后的合金铸锭根据器件的设计需要切割成所需尺寸的板材；

轧制加工过程如下：将合金铸锭进行轧制，轧制温度为850℃-780℃，此时轧制成第一次需要厚度的板材；

将板材再次进行轧制，轧制温度为780℃-720℃，此时轧制成第二次需要厚度的板材；

将板材第三次进行需要厚度的轧制，轧制温度为710℃-650℃；

将板材进行第四次需要厚度的轧制，轧制温度为650℃-600℃；

将板材进行最后的冷轧，要经过二至五次冷轧，最后冷轧成需要的板材；