[發(fā)明專利]一種超高強度Ni-Mn-Ga-Hf記憶合金的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710477767.7
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107099698B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董桂馥;王通;王興安;趙益民
• 申請（專利權(quán)）人: 大連大學(xué)
• 主分類號: C22C19/03
• 分類號: C22C19/03;C22C1/02;C22F1/10
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 祝詩洋

本發(fā)明涉及一種新型形狀記憶合金的制備方法，特別是一種超高強度Ni?Mn?Ga?Hf記憶合金的制備方法。本發(fā)明制備的形狀記憶合金Ni₅₃Mn₂₅Ga₂₁Hf₁為高溫高塑性形狀記憶合金的應(yīng)用拓展了思路。本發(fā)明的Ni₅₃Mn₂₅Ga₂₁Hf₁按如下步驟進行制備：按照原子百分比取料、抽真空、熔煉、加Mn元素繼續(xù)熔煉、清洗、保溫、淬入水中進行均勻化處理，通過改變時效溫度和時效時間，即得到超高強度Ni₅₃Mn₂₅Ga₂₁Hf₁合金。本發(fā)明制備的Ni₅₃Mn₂₅Ga₂₁Hf₁合金具有韌性好、強度大等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高強度Ni-Mn-Ga-Hf記憶合金制備方法。

背景技術(shù)

Ni-Mn-Ga形狀記憶合金是一類新型智能鐵磁性形狀記憶材料，兼有熱彈性馬氏體相變和鐵磁性轉(zhuǎn)變，不但具有傳統(tǒng)形狀記憶合金受溫度場控制的形狀記憶效應(yīng)，而且還可在磁場作用下產(chǎn)生形狀記憶效應(yīng)。其磁控形狀記憶效應(yīng)的響應(yīng)頻率接近壓電陶瓷，輸出應(yīng)變接近傳統(tǒng)的溫控形狀記憶合金，是一種極具工程應(yīng)用前景的智能材料。因其獨特的特點使其在驅(qū)動器和傳感器方面也得以廣泛應(yīng)用。

但是，Ni-Mn-Ga塊體材料尚存在脆性大、強度低和恢復(fù)力小等缺點，極大地限制了該材料的工程應(yīng)用及其發(fā)展。這些成為磁驅(qū)動記憶合金應(yīng)用和發(fā)展的主要瓶頸。所以如何提高合金的強度，降低脆性，改善合金機械性能，獲得大的磁熵變和巨磁阻效應(yīng)，已成為記憶合金應(yīng)用和發(fā)展的主要研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有Ni-Mn-Ga合金脆性大，強度低和恢復(fù)力小等缺點，我們采取時效的方法來增大合金的強度并增加塑性。通過改變時效溫度和時間，來提供一種新型的超高強度的Ni₅₃Mn₂₅Ga₂₁Hf₁記憶合金制備方法。

本發(fā)明的形狀記憶合金按如下方法進行制備：

(1)按照原子百分比取53份Ni、25份Mn、21份Ga和1份Hf放入真空中頻感應(yīng)熔煉爐中，按照以下順序依次放置原料：首先放置Hf，隨后放置Ni，最后放入Ga，由于Mn元素的高揮發(fā)性，加料時預(yù)先將Mn放在合金加料裝置中備用，關(guān)閉側(cè)爐門；

(2)熔煉前，抽真空到10×10^-3-3×10^-3Pa，再充入惰氣至1-0.2Pa，開始熔煉，控制熔煉功率在350-500Kw之間。由于中頻感應(yīng)自身的熔煉原理，融化后的金屬液體就會在電磁場的作用下流動攪拌，當(dāng)被融化的金屬液體被充分混勻后最后加入Mn，3-5min后將合金液體倒入棒狀模具中，得到試樣，待其冷卻取出；

(3)將試樣經(jīng)線切割和機械拋光去除表面雜質(zhì)，清洗后封入真空度為10^-1Pa的石英管中，在1000℃的條件下保溫5小時進行均勻化處理；然后將得到的合金進行500-800℃、0.5-5h的時效處理，即可得到超高強度的Ni₅₃Mn₂₅Ga₂₁Hf₁合金。

進一步的，所述步驟(2)中惰氣為高純氬氣。

進一步的，所述步驟(3)中采用丙酮清洗試樣，然后真空處理。

進一步的，所述抽真空使用設(shè)備可以是機械泵或羅茨泵。

本發(fā)明另一個目的請求保護上述方法制備超高強度Ni-Mn-Ga-Hf記憶合金Ni₅₃Mn₂₅Ga₂₁Hf₁。