[發明專利]一種調控鎳鈦合金應力應變響應以提高制冷性能的方法

在審

• 申請號: 202110258414.4
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112899596A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 陳俊余;方剛;雷麗萍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C22F1/10
• 分類號: C22F1/10;C09K5/14
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 陳丹;張奎燕

1.一種調控鎳鈦合金應力應變響應以提高制冷性能的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、采用多道次緩慢冷軋的工藝制備平均晶粒尺寸約為5～50nm的納米晶超彈性鎳鈦形狀記憶合金基體；

步驟2、將步驟1所制備納米晶鎳鈦合金打磨、拋光至鏡面；

步驟3、使用連續激光束將步驟2所得鎳鈦合金進行表面熱加工，通過控制激光功率(50～200W)，激光掃描速度(100～3000mm/s)，激光掃描線間距(5～500μm)3個參數設計出具有不同粗細晶占比的鎳鈦合金塊體。

2.如權利要求1所述的一種調控鎳鈦合金應力應變響應以提高制冷性能的方法，其特征在于：所述步驟1中超細納米晶鎳鈦合金基體可為其他類型的記憶合金，如鎳鈦系合金、銅鎳系合金、銅鋁系合金、銅鋅系合金、鐵系合金鈷系合金等形狀記憶合金。

3.如權利要求1所述的一種調控鎳鈦合金應力應變響應以提高制冷性能的方法，其特征在于：所述步驟1中冷軋過程控制軋件入口速度在10mm/s以下，軋輥每次下壓向量不大于0.5mm，冷軋過程可間斷性使用冷水冷卻軋輥和鎳鈦板。

4.如權利要求1所述的一種調控鎳鈦合金應力應變響應以提高制冷性能的方法，其特征在于：所述步驟1中的原材料為晶粒度大于100nm的商用超彈性鎳鈦合金板，為使冷軋過程中板材變形均勻且較少微裂紋生成，鎳鈦外層包裹不銹鋼板，通過單向多道次軋制使基體平均晶粒度減小至50nm以下，板材變形量達20％～60％之間為宜。

5.如權利要求1所述的一種調控鎳鈦合金應力應變響應以提高制冷性能的方法，其特征在于：所述步驟2中，通過手動打磨軋制后的鎳鈦板，砂紙由粗到細，待到無肉眼可見劃痕后，將其置于拋光液中進行震動拋光，直至光鏡下無可見劃痕為止。

6.如權利要求1所述的一種調控鎳鈦合金應力應變響應以提高制冷性能的方法，其特征在于：所述步驟3中激光會在被加工樣品表面沿板厚方向形成遞減的溫度場，通過控制激光功率，激光掃描速度，掃描線間距3個參數進而控制輸入的能量，實際應用可根據需要加工構件的幾何尺寸和初始微觀組織調整參數，從而制備出滿足要求和含有理想粗細晶分布的樣品。

7.如權利要求1所述的一種調控鎳鈦合金應力應變響應以提高制冷性能的方法，其特征在于：所述步驟3中的操作需在密閉艙室內進行，首先將需要加工的樣品固定于艙室內的基板上，對密閉艙抽真空，隨后通入氬氣，待氧含量降低到200ppm以下后進行激光表面加工。