一種Ms為50℃的銅記憶合金滯回耗能的熱處理工藝的制作方法
【專利摘要】一種Ms為50℃的銅記憶合金滯回耗能的熱處理工藝，屬于銅基記憶合金領(lǐng)域，其特征為：對獲得的銅鋅鋁合金先進行退火處理，在850℃保溫24小時后隨爐冷卻，然后切削去除表面的2~3mm的脫鋅層和鑄造缺陷，采取三種熱處理工藝，獲得Ms為50℃±6℃的銅鋅鋁記憶合金，最后計算滯回環(huán)面積。
【專利說明】一種Ms為50°C的銅記憶合金滯回耗能的熱處理工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于銅基記憶合金領(lǐng)域，特指一種Ms為50°C的銅記憶合金滯回耗能的熱處理工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]軟鋼由于具有變形能力強，價格低廉等優(yōu)點而被作為耗能器的首選材料，但用軟鋼制作的耗能器卻具有初始剛度和屈服應(yīng)力低，不可重復使用等缺點。而記憶合金與其相比顯著優(yōu)勢如下:(1)記憶合金耗能器的耗能變形是通過材料內(nèi)部組織變化(馬氏體相變)發(fā)生的，合金材料內(nèi)部不會產(chǎn)生很多缺陷，疲勞性能好，其使用壽命長，可反復使用；(2)具有良好的自適應(yīng)能力等優(yōu)點。而目前用于結(jié)構(gòu)振動控制的記憶合金主要是NiTi合金，但由于NiTi合金昂貴的價格(是Cu基記憶合金的10倍左右)和復雜的生產(chǎn)工藝，嚴重地限制了合金在該方面的廣泛應(yīng)用和推廣。
[0003]銅基記憶合金具有相變可調(diào)溫度寬，加工性能好、原料來源廣泛，成本低廉等優(yōu)點，在結(jié)構(gòu)控制領(lǐng)域中具有十分誘人的應(yīng)用前景。其在變形過程中加載和卸載的路徑不重合而形成一個封閉的滯回環(huán)，從而消耗大量能量，合金滯回環(huán)面積的大小不僅與材料的種類有關(guān)，而且與熱處理工藝(包括固溶溫度、淬火方式、冷卻速度)以及變形條件(變形量、變形溫度、變形速度)等因素有關(guān)。對于成分一定的合金，熱處理可以改變其組織，包括合金的相組成，各相的成分、狀態(tài)，晶粒大小及分布，從而影響合金性能的變化。
[0004]本發(fā)明提出一種Ms為50°C的銅記憶合金滯回耗能的熱處理工藝。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出一種Ms為50°C的銅記憶合金滯回耗能的熱處理工藝，其特征為:對獲得的銅鋅鋁合金先進行退火處理，在850°C保溫24小時后隨爐冷卻，然后切削去除表面的2^3mm的脫鋅層和鑄造缺陷，然后采取三種方式處理分別是:
1、水淬加時效，即830-850°C保溫0.5小時淬入室溫水中，然后在140°C _150°C的保溫爐中時效處理2小時后取出空冷至室溫；
2、油淬加時效，即830-850°C保溫0.5小時淬入室溫機油中，然后在140°C _150°C的保溫爐中時效處理2小時后取出空冷至室溫；
3、分級淬火，即830-850°C保溫0.5小時淬入140°C _150°C機油中，再保溫0.5小時淬入室溫水中，然后在140°C _150°C的保溫爐中時效處理2小時后取出空冷至室溫。
[0006]通過以上熱處理方法可獲得Ms為50°C ±6°C的銅鋅鋁記憶合金，滯回環(huán)面積越大，滯回耗能性能越是優(yōu)異。經(jīng)過計算其滯回環(huán)面積，效果最好的是水淬加時效和油淬加時效的熱處理工藝方法。
[0007]

【專利附圖】

【附圖說明】
圖1未經(jīng)過熱處理Ms為50°C的銅鋅鋁記憶合金滯回耗能性能曲線。
[0008]圖2經(jīng)過水淬加時效熱處理Ms為50°C的銅鋅鋁記憶合金滯回耗能性能曲線。
[0009]圖3經(jīng)過油淬加時效熱處理Ms為50°C的銅鋅鋁記憶合金滯回耗能性能曲線。
[0010]圖4經(jīng)過分級淬火熱處理Ms為50°C的銅鋅鋁記憶合金滯回耗能性能曲線。

【具體實施方式】
[0011]實施例1
對獲得的銅鋅鋁合金先進行退火處理，在850°C保溫24小時后隨爐冷卻，然后切削去除表面的2?3mm的脫鋅層和鑄造缺陷。通過線切割獲得試樣的尺寸為:250mmX15mmX0.2mm，試樣的有效拉伸長度為210mm。利用WDW-200型微機控制電子式萬能試驗機測試銅鋅鋁合金的滯回曲線。在測試前所有的試樣均進行變形量為1%的預拉伸，試驗過程中最大的試驗力為800N。合金滯回曲線所包圍面積的大小反映了合金滯回性能的好壞，從而反映合金耗能性能的大小，如圖1所示。
[0012]實施例2
對獲得的銅鋅鋁合金先進行退火處理，在850°C保溫24小時后隨爐冷卻，然后切削去除表面的2?3mm的脫鋅層和鑄造缺陷。進行水淬加時效熱處理，即830_850°C保溫0.5小時淬入室溫水中，然后在140°C _150°C的保溫爐中時效處理2小時后取出空冷至室溫，獲得Ms為50°C ±6°C的銅鋅鋁記憶合金。通過線切割獲得試樣的尺寸為:250mmX 15mmX0.2mm，試樣的有效拉伸長度為210_。利用WDW-200型微機控制電子式萬能試驗機測試記憶合金經(jīng)過水淬加時效熱處理后的滯回曲線。在測試前所有的試樣均進行變形量為1%的預拉伸，試驗過程中最大的試驗力為800N。合金滯回曲線所包圍面積的大小反映了合金滯回性能的好壞，從而反映合金耗能性能的大小，如圖2所示。
[0013]實施例3
對獲得的銅鋅鋁合金先進行退火處理，在850°C保溫24小時后隨爐冷卻，然后切削去除表面的2?3mm的脫鋅層和鑄造缺陷。進行油淬加時效熱處理，即830_850°C保溫0.5小時淬入室溫機油中，然后在140°C _150°C的保溫爐中時效處理2小時后取出空冷至室溫，獲得Ms為50°C ±6°C的銅鋅鋁記憶合金。通過線切割獲得試樣的尺寸為:250mmX 15mmX0.2mm,試樣的有效拉伸長度為210_。利用WDW-200型微機控制電子式萬能試驗機測試記憶合金經(jīng)過油淬加時效熱處理后的滯回曲線。在測試前所有的試樣均進行變形量為1%的預拉伸，試驗過程中最大的試驗力為800N。合金滯回曲線所包圍面積的大小反映了合金滯回性能的好壞，從而反映合金耗能性能的大小，如圖3所示。
[0014]實施例4
對獲得的銅鋅鋁合金先進行退火處理，在850°C保溫24小時后隨爐冷卻，然后切削去除表面的2?3mm的脫鋅層和鑄造缺陷。進行分級淬火熱處理，即830_850°C保溫0.5小時淬入1400C _150°C機油中，再保溫0.5小時淬入室溫水中，然后在140°C _150°C的保溫爐中時效處理2小時后取出空冷至室溫，獲得Ms為50°C ±6°C的銅鋅鋁記憶合金。通過線切割獲得試樣的尺寸為:250mmX 15mmX0.2mm，試樣的有效拉伸長度為210mm。利用WDW-200型微機控制電子式萬能試驗機測試記憶合金經(jīng)過分級淬火熱處理后的滯回曲線。在測試前所有的試樣均進行變形量為1%的預拉伸，試驗過程中最大的試驗力為800N。合金滯回曲線所包圍面積的大小反映了合金滯回性能的好壞，從而反映合金耗能性能的大小，如圖4所示。
【權(quán)利要求】
1.一種Ms為50°C的銅記憶合金滯回耗能的熱處理工藝，其特征為:對獲得的銅鋅鋁合金先進行退火處理，在850°C保溫24小時后隨爐冷卻，然后切削去除表面的2?3mm的脫鋅層和鑄造缺陷，采取以下三種熱處理方式:1、水淬加時效，即830-850°C保溫0.5小時淬入室溫水中，然后在140°C -150°C的保溫爐中時效處理2小時后取出空冷至室溫；2、油淬加時效，即830-850°C保溫0.5小時淬入室溫機油中，然后在140°C _150°C的保溫爐中時效處理2小時后取出空冷至室溫；3、分級淬火，即830-850°C保溫0.5小時淬入140°C _150°C機油中，再保溫0.5小時淬入室溫水中，然后在140°C _150°C的保溫爐中時效處理2小時后取出空冷至室溫；獲得Ms為50°C ±6°C的銅鋅鋁記憶合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種Ms為50°C的銅記憶合金滯回耗能的熱處理工藝，熱處理工藝可優(yōu)選水淬加時效和油淬加時效，此時記憶合金滯回耗能性能最好。
【文檔編號】C22F1/08GK104233135SQ201310236264
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月15日
【發(fā)明者】張志敏, 李曉薇, 司松海, 劉光磊, 齊克堯 申請人:鎮(zhèn)江憶諾唯記憶合金有限公司