[发明专利]一种钴钒铝高温形状记忆合金及其制备方法

说明书

一种钴钒铝高温形状记忆合金及其制备方法，涉及一种合金。钴钒铝高温形状记忆合金的成分按原子百分比为：钴55％～63％，钒26％～32％，铝8％～14％。所述钴钒铝高温形状记忆合金的相变温度可随成分的不同在100～550℃范围内调节，抗压强度为300～1300MPa，形状回复应变最大为4.2％，并且在特殊的成分范围内存在两段形状回复效应。将原料钴、钒和铝置于电弧熔炼炉中，抽真空后充入氩气，引弧，再加大电流，一次熔炼完成后，将得到的合金锭翻转，反复再熔炼；将制得的合金锭切割成所需形状，再置于石英管中，抽真空，充入氩气后，均质化处理，冰水淬火，即得钴钒铝高温形状记忆合金。

技术领域

本发明涉及一种合金，尤其是涉及一种钴钒铝高温形状记忆合金及其制备方法。

背景技术

形状记忆效应(Shape Memory Effect,SME)是指某些具有热弹性或应力诱发马氏体相变的材料在处于马氏体状态下，进行一定程度的变形，在随后的加热并超过马氏体逆相变的临界温度时，材料能完全回复到变形前的形状和体积，具有这类效应的合金称为形状记忆合金。

然而，由于热弹性马氏体相变温度的限制，目前已开发较成熟的NiTi、CuZnAl及Fe基形状记忆合金的马氏体相变温度均不高(<120℃)，但在诸如核动力、航空航天、汽车、消防、电机、化工、油气勘探等工程领域，均需要形状记忆合金能够应用在较高的温度下。同时，形状记忆合金相变温度的提高有利于提高形状记忆合金的响应频率。因此，近年来对高温形状记忆合金的研究受到了广泛的关注(J.Ma,I.Karaman,R.D.Noebe,Int.Mater.Rev.55(2010)257)。

至今，已经有多种高温形状记忆合金的研究报导。这些高温形状记忆合金的马氏体相变温度范围从130℃到1100℃不等，并且可以通过合金成分进行调节，在实际工业中具有一定的应用价值。但是在这些合金体系中，仍然存在热稳定性差、多晶单相马氏体合金延展性不够好、少部分具有良好的综合性能的合金生产成本过高等问题。因此，需要研发具有良好综合性能的高温形状记忆合金。

中国专利CN101078082A(专利名称：一种钴镍铁镓形状记忆合金材料)介绍了一种在钴镍镓三元形状记忆合金的基础上，添加一定量的铁元素替代镍元素，得到一种由B2结构转变而来的L1₀结构马氏体。其成分为Co₄₆Ni_25-xFe_xGa₂₉(x＝1～6)。该形状记忆合金引入了面心立方第二相，因此合金塑性得到提高。再通过调节成分，可以使合金的马氏体相变温度在260～390℃内变化。

中国专利CN101463445A(专利名称：一种NiCoMnSn高温形状记忆合金及其制备方法)介绍了一种成分为Ni₄₃Co₇Mn_50-xSn_x(x＝7～10)的高温形状记忆合金。该高温形状记忆合金采用真空吸铸制备成直径10mm的棒状铸锭，其马氏体相变点在120～300℃之间，形状回复应变最大为3.8％。

中国专利CN101135018A(专利名称：一种镍锰钴镓高温形状记忆合金及其制备方法)介绍了一种高温形状记忆合金，其组成按原子百分比为镍50％～57％，锰17％～25％，钴1％～8％，镓17％～25％，熔炼后经过热处理和高温热轧后制得。该高温形状记忆合金的马氏体相变点在320～420℃，抗拉强度为320～730MPa，断裂延伸率为1％～15％，形状回复应变为1％～3％。