[发明专利]一种用于特定温度下的不锈钢管接头的铁基形状记忆合金及制备方法

说明书

本发明涉及记忆合金技术领域，具体为一种用于特定温度下的不锈钢管接头的铁基形状记忆合金的制备方法，包括步骤(1)铸锭：合金配制后在高频感应电炉中进行熔化，当合金温度达到1500℃时，扒渣后浇注成铸锭；(2)退火：将浇注好的铸锭，放入箱式电阻炉中进行均匀化退火，退火温度为1200℃，时间为1h；(3)成型：退火后的铸件进行轧制成圆棒状，并在800℃热挤出制成管状试样，随后对试样进行热机械处理。通过本发明方法可以得到一种具有良好形状记忆效果的形状记忆合金，且制成的形状记忆合金可用作连接部件，用于连接各种管道，且使用记忆合金连接管道不用焊接连接，避免了焊缝延迟断裂和应力腐蚀问题。

技术领域

本发明涉及记忆合金技术领域，具体为一种用于特定温度下的不锈钢管接头的铁基形状记忆合金的制备方法。

背景技术

形状记忆材料是近几十年来发展起来的一种新型功能材料，这种材料拥有独特的形状记忆效应。Fe基记忆合金是在Ti-Ni记忆合金、Cu基记忆合金之后开发的第三代形状记忆材料，相较于前两者，Fe基记忆合金以其原料成本低廉、易于加工制造、便于常温运输、力学性能优异等特点，已在石油机械化工等行业得到泛应用，成为目前的研究热点。铁基形状记忆合金主要包括Fe-Mn-Co-Ti系、Fe-Pt系Fe-Pd系、Fe-Mn-Si系、Fe-Ni-C系。其中Fe-Mn-Si系合金有较好的形状记忆效应和良好的加工性能，被认为最有前途。Fe-Mn-Si系合金近十年来的研究量，虽然已取得最著进展，研制出多种成分的合金，可以用于管接头等一次性形状记忆零件，但仍是一种不够成熟的材料。近年来研究结果发现此类合金能达到的完全回复应变均小于2％。若预应变大于2％，随预应变量増大，回复后残留应变率増大，普遍存在着形状记忆不完全性。所以目前的主要目标，仍是合金成分的优化设计，尽可能提高形状记忆回复率。本发明旨在通过研究合金成分对铁基形状记忆合金的影响而指导其在生产方面的应用。

为了解决上述问题，本案由此而生。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于特定温度下的不锈钢管接头的铁基形状记忆合金的制备方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

1.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于特定温度下的不锈钢管接头的铁基形状记忆合金的制备方法，铁基形状记忆合金包括Mn、Si、Ni、Cr、Al、稀土添加剂、铁，其元素的质量百分比为：

优选的，所述稀土添加剂为Nb 0.2％，Y 0.1％，Ce 0.1％，Tb 0.1％。

用于特定温度下的不锈钢管接头的铁基形状记忆合金的制备方法，包括如下步骤：

(1)铸锭：合金配制后在高频感应电炉中进行熔化，当合金温度达到1500℃时，扒渣后浇注成铸锭；

(2)退火：将浇注好的铸锭，放入箱式电阻炉中进行均匀化退火，退火温度为1200℃，时间为1h；

(3)成型：退火后的铸件进行轧制成圆棒状，并在800℃热挤出制成管状试样，随后对试样进行热机械处理。最后对制成的试样使用扩孔法测定其形状记忆回复率。

进一步的铁基形状记忆合金的制备方法中热机械处理方法具体为：在常温下对试样进行扩孔，使其周长增长4％～5％，去除载荷后在600℃进行退火处理，处理时间为10min，随后快速冷却至室温，重复次数为2～4次，加工成管接头。

最后加工而成的管接头，在常温下扩管至要求直径，并切割成要求长度。在连接管道时无须对管道进行任何加工，只须对管道接头处加热至80℃至90℃间，安装过程中可使用电阻对管道接头进行均匀加热，即可完成管道连接。