[发明专利]一种超细晶镍钛基合金及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种超细晶镍钛基合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)熔炼多组元镍钛基合金母材：将纯钛、纯镍、纯锆和纯铜单质原料按照设计所需的合金成分，进行配料、真空熔炼，得到合金母材，合金母材为锭状或棒状；

(2)制备烧结非晶前驱体：将步骤(1)得到的锭状合金母材通过单辊急冷快速凝固法制得非晶条带，并破碎处理；

或将步骤(1)得到的棒状合金母材通过电极感应熔炼气体雾化法制得非晶粉末，并筛分处理；

(3)烧结-非晶晶化成形：将步骤(2)制得的非晶条带或非晶粉末压制烧结成形为超细晶镍钛基合金；

步骤(3)中，所述烧结成形方法为放电等离子烧结或热压烧结，所述烧结温度为(Ti,Zr)(Ni,Cu)-B2相脱溶分解温度区间，即500-600℃；

所述超细晶镍钛基合金的微观组织由晶粒尺寸为200-350nm的超细晶(Ti,Zr)(Ni,Cu)-B2相基体和与基体具有共格关系的纳米(Ti,Zr)₂Ni增强相组成，该镍钛基合金成分为Ti_50-xZr_xNi_50-xCu_x，其中，x为10-20。

2.根据权利要求1所述的超细晶镍钛基合金的制备方法，其特征在于，当制备的合金母材是锭状时，单辊急冷法的主要工艺参数为感应线圈电流大小为25-35A，铜辊转速为4000-4500r/min，喷射压力为0.3-0.5MPa，此时制得的是非晶条带；

或，当制备的合金母材是棒状时，电极感应熔炼气体雾化法的主要工艺参数为电极感应加热温度为1100-1300℃，雾化介质为高纯氩气，雾化压力为3.5-6.5MPa，补气压力为0.05-0.2MPa，雾化气体温度为30-45℃，此时制得的是非晶粉末。

3.根据权利要求1所述的超细晶镍钛基合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所制得的非晶条带破碎后的长、宽尺寸都为500-1000μm；或，所制得的非晶粉末筛分后的粒径为15-38μm。

4.根据权利要求1所述的超细晶镍钛基合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所制得的非晶条带和非晶粉末的过冷液相区间宽度不小于35℃。

5.根据权利要求1所述的超细晶镍钛基合金的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，当所述的烧结成形方式为放电等离子烧结时，烧结压力为100-250MPa，保温时间为5-10min。

6.根据权利要求1所述的超细晶镍钛基合金的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，当所述的烧结成形方式为热压烧结时，烧结压力为100-250MPa，烧结时间为10-20min。

7.一种超细晶镍钛基合金，其特征在于，由权利要求1至6任一项所述的制备方法制备得到。

8.一种根据权利要求7所述的超细晶镍钛基合金在航空航天、船舶、机械、电子和生物医疗领域的应用。