[發明專利]一種低錳鐵基記憶合金用復合稀土添加劑

無效

• 申請號: 201210329566.X
• 申請日: 2012-09-08
• 公開（公告）號: CN102794440A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 司松海;劉光磊;李曉薇;楊嵩;張扣山
• 申請（專利權）人: 鎮江憶諾唯記憶合金有限公司
• 主分類號: B22D27/20
• 分類號: B22D27/20;C22C38/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于記憶合金領域，特指一種低錳鐵基記憶合金用復合稀土添加劑。

背景技術

Fe-Mn-Si形狀記憶合金因其獨特的優越性而且有廣闊的應用前景。根據晶體學計算，γ→ε馬氏體相變可提供至少10%的可逆應變量，但實際觀察到的最大可逆轉變量也僅僅只有9%，且是在單晶中發現的，在實際應用的多晶合金中，完全可逆轉變量很小，一般不大于2%，訓練后也不超過4%，且訓練工藝過程復雜。同時鐵基記憶合金中由于硅量較高，所以力學性能低、加工性能較差，另外由于錳量較高，制作過程中造成錳的揮發，勢必影響馬氏體可逆轉變量，這是影響其工程應用的主要原因。對Fe-Mn-Si合金的形狀記憶效應及影響因素開展研究，提高合金形狀記憶回復率，優化生產工藝，對推動工程應用與國民經濟有重要的現實意義。本發明開發出一種低錳鐵基記憶合金用復合稀土添加劑。

發明內容

本發明的目的是開發出一種低錳鐵基記憶合金用復合稀土添加劑，其特征為：化學成分為：Nd?20～28wt％、La?8～15wt％、Y?5～10wt％、Sc?4～8wt％、Ce+Pr?+?Eu?+Gd?+Tb?+Ho?+Er?+Tm?+Lu為10～18wt%，V?2～6wt%、B?2～5wt%，余為鐵。所述復合稀土添加劑為塊狀合金，熔點范圍1000～1250℃，復合稀土添加劑加入量范圍為0.4～1.0wt%。

上述成分可優化為：Nd?23～25wt％、La?10～12wt％、Y?7～8wt％、Sc?6～7wt％、Ce+Pr?+?Eu?+Gd?+Tb?+Ho?+Er?+Tm?+Lu為13～15wt%，V?4～5wt%、B?3～4wt%，余為鐵。

附圖說明????

圖1復合稀土添加劑與晶粒尺寸的關系

由圖1可以看出，由于加入復合稀土添加劑，使合金的晶粒組織明顯細化，晶粒尺寸由原來的0.38?mm～0.4mm下降到0.1?mm～0.11mm，從而明顯提高合金的機械性能。未加復合稀土添加劑時，合金的力學性能為：σ_b?=?612.3～624.5?Mpa?，加入復合稀土添加劑后，合金的力學性能為σ_b?=?691.2?～700.4Mpa。由復合稀土添加劑和對合金造成的這種影響，主要原因如下:（1）復合稀土添加劑元素的加入形成彌散分布的第二相粒子，限制γ相晶粒長大，使得γ相晶粒長大的驅動力減小。晶界被第二相粒子的界面張力鎖定，細化了晶粒?。（2）由于母相γ的晶粒被細化，所以合金的屈服強度σ_0.?2增加，未加復合稀土添加劑時，合金的屈服強度為：σ_0.2?=?303.7～311.6?Mpa?，加入復合稀土添加劑后，合金屈服強度σ_0.?2=?352.4?～359.8Mpa。在同樣變形量的情況下，加復合稀土添加劑的合金的基體得到的形變強化效果比不加復合稀土添加劑的合金好得多。

圖2加入復合稀土添加劑和未加入復合稀土添加劑的合金形狀記憶回復率比較

●-未加入復合稀土添加劑?????-加入復合稀土添加劑

從圖2可以看出，加入復合稀土添加劑對合金的形狀記憶回復率來說有顯著的提高。基體的強化使得初始變形時的永久不可恢復滑移減小，這有利于提高形狀記憶回復率。加入復合稀土添加劑后合金的層錯幾率比沒有加入復合稀土添加劑的合金大得多，在應變誘發馬氏體過程中有更多的形核中心和更小的應變驅動力，所以更易形成可回復的馬氏體。

具體實施方式

實施例1