一種提高高錳鐵基合金記憶性能的淬火工藝方法
【專利摘要】一種提高高錳鐵基合金記憶性能的淬火工藝方法，其特征為：Mn25±0.1wt%，Si5±wt0.1%，Ni5±0.1wt%，C0.1±0.05wt%，復(fù)合稀土添加劑0.4～1.0wt%，其余為Fe。制得的高錳鐵基合金試樣分別經(jīng)過800℃、900℃、1000℃、1100℃初始淬火溫度淬火后，采用彎曲變形法測(cè)定鐵基合金的回復(fù)率，得到在不同的淬火溫度下訓(xùn)練過程中的記憶回復(fù)率。在淬火溫度800℃時(shí)，合金的初始記憶回復(fù)率較大，達(dá)到56%。經(jīng)過訓(xùn)練后，仍然是800℃的淬火條件下，訓(xùn)練3-4次以后達(dá)到最佳的記憶回復(fù)率，為61%。其它的淬火溫度條件下記憶回復(fù)率都低于61%。
【專利說明】一種提高高錳鐵基合金記憶性能的淬火工藝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于記憶合金領(lǐng)域，特指一種提高高錳鐵基合金記憶性能的淬火工藝方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鐵基記憶合金與鎳基、銅基記憶合金的形狀記憶機(jī)制完全不同，它不屬于熱彈性馬氏體相變，它的形狀記憶效應(yīng)來源于應(yīng)力誘發(fā)馬氏體的可逆轉(zhuǎn)變Y (fee) - ε (hcp)，母相無需經(jīng)過奧氏體有序化。Fe-Mn-Si系合金屬低層錯(cuò)能合金,在外加應(yīng)力的作用下,母相奧氏體每隔一層密排晶面的層錯(cuò)堆垛形成馬氏體ε (hcp)，在升溫過程中ε (hcp)逆轉(zhuǎn)變呈現(xiàn)形狀記憶效應(yīng)。鐵基記憶合金主要包括Fe-Mn-Co-Ti系、Fe-Pt系、Fe-Pd系、Fe-Mn-Si系、Fe-N1-C系。其中Fe-Mn-Si系合金有較好的記憶性能和良好的加工性能被認(rèn)為最有前途。Fe-Mn-Si系合金近十年來的研究，雖已取得顯著進(jìn)展，研制出多種成分的合金，可以用于管接頭等一次性記憶零件，但仍是一種不夠成熟的材料。研究近年來多人的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)此類合金能達(dá)到的完全回復(fù)應(yīng)變均小于2% (回復(fù)率大于90%)。若預(yù)應(yīng)變大于2%，隨預(yù)應(yīng)變量增大，回復(fù)后殘留應(yīng)變率增大，普遍存在著記憶不完全性。目前的主要目標(biāo)，仍是盡可能增大回復(fù)率，提高記憶性能。本發(fā)明開發(fā)出一種提高高錳鐵基合金記憶性能的淬火工藝方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出一種提高高錳鐵基合金記憶性能的淬火工藝方法，其特征為:Mn25±0.lwt%, Si 5土wt 0.1%,Ni 5±0.I wt %，C 0.1±0.05 wt %，復(fù)合稀土添加劑(λ 4?1.0wt%,其余為Fe。復(fù)合稀土添加劑成分為:Ce 18?27wt%、Tb 8?14wt%、Y 4?8wt%、Pr3 ?6wt%、La + Sc + Eu +Gd + Nd +Ho +Er +Tm +Lu 為 10 ?20wt%, Zr 2 ?6wt%、Ti 2 ?5wt%，余為鐵。合金配制后在中頻感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔化，當(dāng)合金液溫度達(dá)到156(Tl580°C時(shí)，保溫靜置3?4分鐘，當(dāng)合金液溫度為153(Tl550°C時(shí)，扒渣后澆注成Φ80Χ 150mm的鑄錠。將澆注好的鑄錠，放入箱式電阻爐中進(jìn)行退火，目的是消除在鑄造冷卻過程中由于各處冷卻條件不均造成的內(nèi)應(yīng)力，避免在后續(xù)的熱加工過程中開裂，退火溫度為1080°C?1120°C，時(shí)間為24h，退火后進(jìn)行鑄件的鍛打，鍛打溫度為100(T80(TC，鍛打成1mmX 80mmX 90mm，然后將進(jìn)行線切割，切割成ImmX 1mmX 90mm的試樣。高錳鐵基合金試樣分別經(jīng)過800°C、900 °C、1000C、1100°C初始淬火溫度淬火后，采用彎曲變形法測(cè)定鐵基合金的回復(fù)率，得到在不同的淬火溫度下訓(xùn)練過程中的記憶性能(預(yù)變形量ε =4%)，如圖1所示。
[0004]從這圖1可以看出，合金存在一個(gè)最佳的淬火溫度。對(duì)本發(fā)明的合金來說，在淬火溫度800°C時(shí)，合金的初始記憶回復(fù)率較大，達(dá)到56%。經(jīng)過訓(xùn)練后，仍然是800°C的淬火條件下，訓(xùn)練3-4次以后達(dá)到最佳的記憶回復(fù)率，為61%。其它的淬火溫度條件下記憶回復(fù)率都低于61%。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1合金在不同的淬火溫度下(8oo°c、9oo°c、10(rc、i1(rc)訓(xùn)練過程中的記憶性能。

【具體實(shí)施方式】
[0006]實(shí)施例:
Mn 25±0.lwt%, Si 5±0.I wt %，Ni 5±0.I wt %，C 0.1±0.05 wt %，復(fù)合稀土添加劑0.4?1.0 wt%，其余為Fe。復(fù)合稀土添加劑成分為:Ce 18?27wt%、Tb 8?14wt%、Y 4 ?8wt%、Pr 3 ?6wt%、La + Sc + Eu +Gd + Nd +Ho +Er +Tm +Lu 為 10 ?20wt%,Zr 2?6wt%、Ti 2?5wt%,余為鐵。合金配制后在中頻感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔化，當(dāng)合金液溫度達(dá)到156(Tl580°C時(shí)，保溫靜置3?4分鐘，當(dāng)合金液溫度為153(Tl550°C時(shí)，扒渣后澆注成Φ80Χ150_的鑄錠。將澆注好的鑄錠，放入箱式電阻爐中進(jìn)行退火，目的是消除在鑄造冷卻過程中由于各處冷卻條件不均造成的內(nèi)應(yīng)力，避免在后續(xù)的熱加工過程中開裂，退火溫度為1080°C?1120°C，時(shí)間為24h，退火后進(jìn)行鑄件的鍛打，鍛打溫度為100(Γ800?，鍛打成1mmX 80mmX 90mm,然后將進(jìn)行線切割,切割成ImmX 1mmX 90mm的試樣。低猛鐵基合金試樣分別經(jīng)過800°C、900°C、1000C、1100°C初始淬火溫度淬火后，采用彎曲變形法測(cè)定鐵基合金的回復(fù)率，得到在不同的淬火溫度下訓(xùn)練過程中的記憶性能(預(yù)變形量ε=4%)，如圖1所示。
[0007]從這圖1可以看出，合金存在一個(gè)最佳的淬火溫度。對(duì)本發(fā)明的合金來說，在淬火溫度800°C時(shí)，合金的初始記憶回復(fù)率較大，達(dá)到56%。經(jīng)過訓(xùn)練后，仍然是800°C的淬火條件下，訓(xùn)練3-4次以后達(dá)到最佳的記憶回復(fù)率，為61%。其它的淬火溫度條件下記憶回復(fù)率都低于61%。
【權(quán)利要求】
1.一種提高高錳鐵基合金記憶性能的淬火工藝方法，其特征為:Mn 25±0.lwt%，Si5土wt 0.l%，Ni 5±0.I wt %，C 0.1±0.05 wt %，復(fù)合稀土添加劑0.4?1.0 wt%，其余為Fe ；復(fù)合稀土添加劑成分為:Ce 18?27wt%、Tb 8?14wt%、Y 4?8wt%、Pr 3?6wt%、La +Sc + Eu +Gd + Nd +Ho +Er +Tm +Lu 為 10 ?20wt%，Zr 2 ?6wt%、Ti 2 ?5wt%，余為鐵；合金配制后在中頻感應(yīng)電爐中進(jìn)行熔化，當(dāng)合金液溫度達(dá)到1560?1580°C時(shí)，保溫靜置3?4分鐘，當(dāng)合金液溫度為1530?1550°C時(shí)，扒洛后澆注成Φ80Χ 150mm的鑄錠；將澆注好的鑄錠，放入箱式電阻爐中進(jìn)行退火，目的是消除在鑄造冷卻過程中由于各處冷卻條件不均造成的內(nèi)應(yīng)力，避免在后續(xù)的熱加工過程中開裂，退火溫度為1080°C?1120°C，時(shí)間為24h，退火后進(jìn)行鑄件的鍛打，鍛打溫度為1000?800°C，鍛打成1mmX80mmX90mm，然后將進(jìn)行線切割，切割成l_X10mmX90mm的試樣；高錳鐵基合金試樣分別經(jīng)過800°C、900°C、1000°C、1100°C初始淬火溫度淬火后，采用彎曲變形法測(cè)定鐵基合金的回復(fù)率，得到預(yù)變形量ε為4%時(shí)，在不同的淬火溫度下訓(xùn)練過程中的記憶回復(fù)率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高高錳鐵基合金記憶性能的淬火工藝方法，在淬火溫度800°C時(shí)，合金的初始記憶回復(fù)率較大，達(dá)到56%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高高錳鐵基合金記憶性能的淬火工藝方法，經(jīng)過訓(xùn)練后，仍然是800°C的淬火條件下，訓(xùn)練3-4次以后達(dá)到最佳的記憶回復(fù)率，為61%，其它的淬火溫度條件下記憶回復(fù)率都低于61%。
【文檔編號(hào)】C21D6/00GK104342538SQ201310345635
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】李曉薇, 劉光磊, 張志敏, 楊嵩, 齊克堯 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江憶諾唯記憶合金有限公司