一種提高高錳鐵基合金記憶性能的淬火工藝方法
2023-10-04 12:21:19
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，其特徵為：Mn25±0.1wt%，Si5±wt0.1%，Ni5±0.1wt%，C0.1±0.05wt%，複合稀土添加劑0.4～1.0wt%，其餘為Fe。製得的高錳鐵基合金試樣分別經過800℃、900℃、1000℃、1100℃初始淬火溫度淬火後，採用彎曲變形法測定鐵基合金的回覆率，得到在不同的淬火溫度下訓練過程中的記憶回復率。在淬火溫度800℃時，合金的初始記憶回復率較大，達到56%。經過訓練後，仍然是800℃的淬火條件下，訓練3-4次以後達到最佳的記憶回復率，為61%。其它的淬火溫度條件下記憶回復率都低於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
【技術領域】
[0001]本發明屬於記憶合金領域，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】
[0002]鐵基記憶合金與鎳基、銅基記憶合金的形狀記憶機制完全不同，它不屬於熱彈性馬氏體相變，它的形狀記憶效應來源於應力誘發馬氏體的可逆轉變Y (fee) - ε (hcp)，母相無需經過奧氏體有序化。Fe-Mn-Si系合金屬低層錯能合金,在外加應力的作用下,母相奧氏體每隔一層密排晶面的層錯堆垛形成馬氏體ε (hcp)，在升溫過程中ε (hcp)逆轉變呈現形狀記憶效應。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，雖已取得顯著進展，研製出多種成分的合金，可以用於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果發現此類合金能達到的完全回復應變均小於2% (回復率大於90%)。若預應變大於2%，隨預應變量增大，回復後殘留應變率增大，普遍存在著記憶不完全性。目前的主要目標，仍是儘可能增大回復率，提高記憶性能。本發明開發出一種提高高錳鐵基合金記憶性能的淬火工藝方法。
【發明內容】
[0003]本發明提出一種提高高錳鐵基合金記憶性能的淬火工藝方法，其特徵為:Mn25±0.lwt%, Si 5土wt 0.1%,Ni 5±0.I wt %，C 0.1±0.05 wt %，複合稀土添加劑(λ 4?1.0wt%,其餘為Fe。複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%，餘為鐵。合金配製後在中頻感應電爐中進行熔化，當合金液溫度達到156(Tl580°C時，保溫靜置3?4分鐘，當合金液溫度為153(Tl550°C時，扒渣後澆注成Φ80Χ 150mm的鑄錠。將澆注好的鑄錠，放入箱式電阻爐中進行退火，目的是消除在鑄造冷卻過程中由於各處冷卻條件不均造成的內應力，避免在後續的熱加工過程中開裂，退火溫度為1080°C?1120°C，時間為24h，退火後進行鑄件的鍛打，鍛打溫度為100(T80(TC，鍛打成1mmX 80mmX 90mm，然後將進行線切割，切割成ImmX 1mmX 90mm的試樣。高錳鐵基合金試樣分別經過800°C、900 °C、1000C、1100°C初始淬火溫度淬火後，採用彎曲變形法測定鐵基合金的回覆率，得到在不同的淬火溫度下訓練過程中的記憶性能(預變形量ε =4%)，如圖1所示。
[0004]從這圖1可以看出，合金存在一個最佳的淬火溫度。對本發明的合金來說，在淬火溫度800°C時，合金的初始記憶回復率較大，達到56%。經過訓練後，仍然是800°C的淬火條件下，訓練3-4次以後達到最佳的記憶回復率，為61%。其它的淬火溫度條件下記憶回復率都低於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)訓練過程中的記憶性能。
【具體實施方式】
[0006]實施例:
Mn 25±0.lwt%, Si 5±0.I wt %，Ni 5±0.I wt %，C 0.1±0.05 wt %，複合稀土添加劑0.4?1.0 wt%，其餘為Fe。複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%,餘為鐵。合金配製後在中頻感應電爐中進行熔化，當合金液溫度達到156(Tl580°C時，保溫靜置3?4分鐘，當合金液溫度為153(Tl550°C時，扒渣後澆注成Φ80Χ150_的鑄錠。將澆注好的鑄錠，放入箱式電阻爐中進行退火，目的是消除在鑄造冷卻過程中由於各處冷卻條件不均造成的內應力，避免在後續的熱加工過程中開裂，退火溫度為1080°C?1120°C，時間為24h，退火後進行鑄件的鍛打，鍛打溫度為100(Γ800?，鍛打成1mmX 80mmX 90mm,然後將進行線切割,切割成ImmX 1mmX 90mm的試樣。低猛鐵基合金試樣分別經過800°C、900°C、1000C、1100°C初始淬火溫度淬火後，採用彎曲變形法測定鐵基合金的回覆率，得到在不同的淬火溫度下訓練過程中的記憶性能(預變形量ε=4%)，如圖1所示。
[0007]從這圖1可以看出，合金存在一個最佳的淬火溫度。對本發明的合金來說，在淬火溫度800°C時，合金的初始記憶回復率較大，達到56%。經過訓練後，仍然是800°C的淬火條件下，訓練3-4次以後達到最佳的記憶回復率，為61%。其它的淬火溫度條件下記憶回復率都低於61%。
【權利要求】
1.一種提高高錳鐵基合金記憶性能的淬火工藝方法，其特徵為:Mn 25±0.lwt%，Si5土wt 0.l%，Ni 5±0.I wt %，C 0.1±0.05 wt %，複合稀土添加劑0.4?1.0 wt%，其餘為Fe ；複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%，餘為鐵；合金配製後在中頻感應電爐中進行熔化，當合金液溫度達到1560?1580°C時，保溫靜置3?4分鐘，當合金液溫度為1530?1550°C時，扒洛後澆注成Φ80Χ 150mm的鑄錠；將澆注好的鑄錠，放入箱式電阻爐中進行退火，目的是消除在鑄造冷卻過程中由於各處冷卻條件不均造成的內應力，避免在後續的熱加工過程中開裂，退火溫度為1080°C?1120°C，時間為24h，退火後進行鑄件的鍛打，鍛打溫度為1000?800°C，鍛打成1mmX80mmX90mm，然後將進行線切割，切割成l_X10mmX90mm的試樣；高錳鐵基合金試樣分別經過800°C、900°C、1000°C、1100°C初始淬火溫度淬火後，採用彎曲變形法測定鐵基合金的回覆率，得到預變形量ε為4%時，在不同的淬火溫度下訓練過程中的記憶回復率。
2.根據權利要求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，合金的初始記憶回復率較大，達到56%。
3.根據權利要求1所述一種提高高錳鐵基合金記憶性能的淬火工藝方法，經過訓練後，仍然是800°C的淬火條件下，訓練3-4次以後達到最佳的記憶回復率，為61%，其它的淬火溫度條件下記憶回復率都低於61%。
【文檔編號】C21D6/00GK104342538SQ201310345635
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月9日 優先權日:2013年8月9日
【發明者】李曉薇, 劉光磊, 張志敏, 楊嵩, 齊克堯 申請人:鎮江憶諾唯記憶合金有限公司