[发明专利]一种提高NiTiV形状记忆合金超弹性的时效处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及形状记忆合金领域，特指一种提高NiTiV形状记忆合金超弹性的时效处理方法。

背景技术

随着形状记忆的飞速发展，NiTi基合金以其优良的形状记忆效应、超弹性以及良好的机械性能而得到了最广泛的应用。近几年来人们致力于研究NiTiX三元合金的形状记忆方面的性能也取得了极其有价值的研究成果。随着生产技术的提高和科学技术的进步，人们对记忆合金的研究开始逐渐深入，人们也开始对记忆合金超弹性做了一定的研究，参考文献[1](莫华强NiTiNb形状记忆合金的性能研究及其作为中温管接头的优化设计[D].四川大学博士论文2003年)，指出了在NiTi记忆合金中为了使其在加工后拥有更好的形状记忆效应和超弹性，通常进行三种热处理工艺，也就是中温处理(冷加工后于400～500℃保温)、低温处理(完全退火后加工成型，再于200～300℃保温)、时效处理(800～1000℃均匀处理后急冷，再于400℃左右保温)。其中第一种和第三种方法能提高滑移变形的临界应力，是获得良好的效应和超弹性性能的方法；第二种方法的目的是为了加工和成型的方便。但是在众多的研究中，涉及到NiTiV形状记忆合金的研究很少，关于其时效热处理方面的介绍就更少。本发明提出一种提高NiTiV形状记忆合金超弹性的时效处理方法。

发明内容

本发明利用时效处理的方法，达到提高NiTiV形状记忆合金的超弹性的目的，可以广泛的指导其在生产和实践方面的应用。

本发明提出一种提高NiTiV形状记忆合金的超弹性的时效处理方法，其特征为：对NiTiV形状记忆合金(其成分范围为：Ni：55.5～57.3wt％；Ti：41.8～43.4wt％；V：0.57～0.73wt％。相变点A_f＝-35℃～-5℃)进行时效处理，当时效处理温度为660～750℃时，保温时间可为40-80min。时效后，进行440℃保温20min的中温处理。

对于上述时效处理过程，时效温度可优选为690℃，保温时间可优选为60min，再经过440℃保温20min中温处理，NiTiV形状记忆合金可以呈现完全的非线性超弹性，超弹性达到最大值。

附图说明

图1拉伸应力-应变曲线

其中：a 660℃时效保温60min，b 690℃时效保温60min，c 720℃时效保温60min，d 750℃时效保温60min，e 690℃时效保温40min，f 690℃时效保温80min

由图1可见，试样经过690℃保温60min后，再经过440℃保温20min中温热处理后，超弹性达到最大值，同时呈现出完全非线性超弹性。

具体实施方式

选用长度为11em，直径为1.19mm的NiTiV形状记忆合金的试验丝，成分Ni：56.45wt％；Ti：42.88t％；V：0.67wt％。，相变点A_f＝-15℃。

按照表1所示的时效处理工艺处理，经过时效后的试样统一在440℃保温20min后做拉伸试验。

表1时效处理工艺

经热处理的试样在室温下利用WDW-10微机控制电子式万能拉伸试验机做拉伸试验。由拉伸试验应力-应变曲线(图1～4)可以看出，时效温度在660～750℃范围时，随时效温度提高，合金的超弹性有所提高。试样经过690℃保温60min后，再经过440℃保温20min中温热处理后，超弹性达到最高，同时呈现出完全非线性超弹性。低于或高于该温度的热处理工艺得到的试样都不能得到完全的非线性超弹性。当时效处理温度大于720℃时，随时效处理温度和保温时间的增加弹性不再继续增加。