專利名稱：一種提高NiTiCu形狀記憶合金雙程記憶效應的時效處理方法
技術領域：
本發明涉及形狀記憶合金領域，特指一種提高NiTiCu形狀記憶合金雙程記憶效應的時效 處理方法。
背景技術：
近年來，NiTi基形狀記憶合金以其優良的記憶效應(恢復率)、超彈性和良好的機械加 工性能而受到廣泛的應用。為了拓寬NiTi形狀記憶合金的應用范圍，常在NiTi二元合金中 添加第三種元素。以Cu代替NiTiCu合金中部分Ni，使合金相變滯后、熱滯減小，馬氏體相 變溫度更加穩定、馬氏體屈服強度降低。因此利用NiTiCu窄滯后的特點，常將NiTiCu形狀 記憶合金用于工程等領域，制作出對溫度場響應比較迅速的感溫驅動元件。Cu元素的添加會 對NiTi合金的形狀記憶效應產生多方面的影響，參考文獻[l](Sakuma Toshio, Hosogi Maho, 0kabe Nagatoshi， Iwata Uichi， 0kita Keisuke. Effect of cyclic deformation on thermo-mechanical characteristics in Ti-Ni-Cu alloy wires with various. Materials transactions. 43-5, 2002:815 821.)研究了不同銅含量對NiTi合金的超彈性的影響。參考 文獻[2] (Nam, Tae-hy肌Lee， Jae-hwa. Kim, Ki-won. Ahn, Hyo-jun. Kim， Yeon-wook. The B2-B19-B19' transformation in a rapidly solidified Ti-45Ni-5Cu(at%) alloy. Journal of Materials Science, S印tember. 40-18, 2005:4925 4927.)利用電阻測量法、熱膨脹法 和DSC研究了 NiTiCu馬氏體的相變行為。
目前關于時效處理對NiTiCu雙程記憶效應的研究還很少，這對NiTiCu應用于感溫驅動 元件方面是至關重要的。本發明提出一種提高NiTiCu形狀記憶合金雙程記憶效應的時效處理 方法。
發明內容
本發明利用時效處理的方法，達到提高NiTiCu形狀記憶合金雙程記憶效應的目的，可以 廣泛的指導其在生產和實踐方面的應用。
本發明提出一種提高NiTiCu形狀記憶合金雙程記憶效應的時效處理方法，其特征為 NiTiCu形狀記憶合金，成分范圍為Ni: 49.5 — 50.6%wt， Ti: 44.5 — 45.4%wt， Cu: 4.0— 6.0%wt，相變點A產1(TC 96'C。對NiTiCu形狀記憶合金進行時效處理，時效處理溫度為400 'C-50(TC時，保溫60min，冷熱機械訓練40次以上，此時合金雙程記憶恢復率達到70%以上。
對于上述時效處理過程，時效溫度可優選為450°C，保溫時間為60min，再經過40次以
上的冷熱機械訓練，此時合金的雙程記憶恢復率達到最大值為87%。
圖1 NiTiCu形狀記憶合金在不同時效溫度下的雙程形狀記憶恢復率隨訓練次數的變化 圖2 NiTiCu形狀記憶合金在不同時效溫度下的X射線衍射花樣
時效溫度不同，所達到的最大雙程記憶恢復率值不同，由圖1可以看出，時效溫度為450°C 時最大雙程記憶恢復率可達87%。訓練40次后最大雙程記憶恢復率基本穩定。
由圖2的X射線衍射花樣可以看出，400-550'C溫度范圍內均有fcc-Cu析出。在400和 450'C時效析出Cu3Ti，在500和55(TC析出的是CuJi并有少量NiTi析出。450。C時效的NiTiCu 形狀記憶合金具有最高的形狀記憶效應，雖然和40(TC時效的析出物相同，但是形狀記憶效 應相差很大。說明在45(TC時效時，溫度對形成形狀記憶效應起主導作用，合適的中溫時效 溫度，對記憶合金內部的位錯序列排列及內應力場有利于形成形狀記憶效應。當時效溫度過 高時，少量NiTi的析出會影響NiTiCu形狀記憶合金的雙程記憶恢復率。
具體實施方式
實施例h
選取成分為Ni: 50. l%wt， Ti: 44.9%wt， Cu: 5. 0%wt，相變點A產53。C的NiTiCu形狀記 憶合金，將形狀記憶合金進行450'C時效，保溫60min，再經過冷熱機械訓練40次，冷水溫 度控制在OX:，熱水溫度為IOO'C。此時合金的雙程記憶恢復率為87%，訓練40次后雙程記 憶恢復率基本穩定，如圖1所示。 實施例2:
選取成分為Ni: 49.5%wt， Ti: 44. 5%wt， Cu: 6. 0%wt，相變點A產96。C的NiTiCu形狀記 憶合金，將形狀記憶合金進行50(TC時效，保溫60min，再經過冷熱機械訓練40次，冷水溫 度控制在O'C,熱水溫度為IO(TC。此時合金的雙程記憶恢復率為76%，訓練40次后雙程記 憶恢復率基本穩定，如圖l所示。 實施例3:
選取成分為Ni: 50. 6%wt， Ti: 45.4%wt， Cu: 4. 0%wt，相變點A產10。C的NiTiCu形狀記 憶合金，將形狀記憶合金進行40(TC時效，保溫60min，再經過冷熱機械訓練40次，冷水溫 度控制在O'C，熱水溫度為IO(TC。此時合金的雙程記憶恢復率為70%，訓練40次后雙程記 憶恢復率基本穩定，如圖1所示。
權利要求
1、本發明提出一種提高NiTiCu形狀記憶合金雙程記憶效應的時效處理方法，其特征為NiTiCu形狀記憶合金，成分范圍為Ni49.5—50.6％wt，Ti44.5—45.4％wt，Cu4.0—6.0％wt，相變點Af＝10℃~96℃；對NiTiCu形狀記憶合金進行時效處理，時效處理溫度為400℃-500℃時，保溫60min，冷熱機械訓練40次以上，此時合金雙程記憶恢復率達到70％以上。
2、 根據權利l所述，對于時效處理過程，時效溫度可優選為450'C，保溫時間為60min， 再經過40次以上的冷熱機械訓練，此時合金的雙程記憶恢復率達到最大值為87%。
全文摘要
一種提高NiTiCu形狀記憶合金雙程記憶效應的時效處理方法，其特征為NiTiCu形狀記憶合金，成分范圍為Ni49.5-50.6％wt，Ti44.5-45.4％wt，Cu4.0-6.0％wt，相變點A<sub>f</sub>＝10℃~96℃；對NiTiCu形狀記憶合金進行時效處理，時效處理溫度為400℃-500℃時，保溫60min，冷熱機械訓練40次以上，此時合金雙程記憶恢復率達到70％以上。
文檔編號C22F1/00GK101435060SQ200810156389
公開日2009年5月20日 申請日期2008年10月9日 優先權日2008年10月9日
發明者司乃潮, 司松海 申請人:鎮江憶諾唯記憶合金有限公司