[发明专利]一种提高机械循环下超弹性滞回耗能的铜锌铝记忆合金

摘要

一种提高机械循环下超弹性滞回耗能的铜锌铝记忆合金，属于铜基记忆合金制备技术领域，其特征为：以重量百分比分别为Zn26.5～27.5wt%、Al4.5～5wt%、复合稀土0.2～1.2wt%、余量是铜的比例称重后在中频感应熔炼炉中熔炼。浇注成直径为φ80×150mm的铸锭。铸锭的退火处理是加热到850℃保温24小时后随炉冷却，然后去除表面2-3mm的脱锌层，再将铸锭在850℃保温0.5小时后锻打、轧制成35×35mm的棒材。最后进行三种热处理方式，对其制备的试样进行机械循环下滞回耗能性能的测试。

主权项

一种提高机械循环下超弹性滞回耗能的铜锌铝记忆合金，其特征为：以电解铜、锌锭0号、工业铝锭A00号、1#电解镍、复合稀土变质剂，其中Y 10～15wt％、La 10～15 wt％、Ce 8～12wt％、Tb 8～12 wt％、Nd 4～8wt％、Ni 4～8wt%、Pr 3～6wt％、Sc+Eu+Gd+Ho+Er+Tm+Lu为10～20wt%， Ti 2～5wt%，B 2～5wt%，余为铜，为原料；成分按重量百分比计算，即Zn26.5～27.5wt%、Al4.5～5 wt %、复合稀土0.2～1.2 wt %、余量是铜的比例称重后在中频感应熔炼炉中熔炼；熔炼工艺为：先加入预热过的电解铜、锌锭、铝锭，期间要撒占合金重量0.3wt%硼砂覆盖，待材料全部熔化后，升温至1250℃采用冲入法加入复合稀土变质剂，浇注成直径为φ80×150mm的铸锭；退火处理是加热到830℃～850℃保温24小时后随炉冷却，然后去除表面2～3mm的脱锌层，再将铸锭在830℃～850℃保温0.5小时后锻打、轧制成35×35mm的棒材，然后采取三种方式处理分别是：1、水淬加时效，即830～850℃保温0.5小时淬入室温水中，然后在140℃～150℃的保温炉中时效处理2小时后取出空冷至室温；2、油淬加时效，即830～850℃保温0.5小时淬入室温机油中，然后在140℃～150℃的保温炉中时效处理2小时后取出空冷至室温；3、分级淬火，即830～850℃保温0.5小时淬入140℃～150℃机油中，再保温0.5小时淬入室温水中，然后在140℃～150℃的保温炉中时效处理2小时后取出空冷至室温，获得Ms为－20℃±6℃的铜锌铝记忆合金；机械循环是指合金在Ms点以上温度反复加载、卸载进行应力诱发马氏体相变的过程；机械循环试样的尺寸为：250mm×15mm×0.2mm，试样的有效拉伸长度为210mm，对经过不同热处理的铜锌铝合金进行加载，当拉力到达800N时卸载，试样凭借其超弹性自动恢复到初始状态；一个加载－卸载－回复的过程为一次变形，反复重复该过程，记录每次循环后的应力应变曲线；利用WDW‑200型微机控制电子式万能试验机测试记忆合金的滞回曲线；在测试前所有的试样均进行变形量为1%的预拉伸，试验过程中最大的试验力为800N；合金滞回曲线所包围面积的大小反映了合金滞回性能的好坏，从而反映合金耗能性能的大小。