[发明专利]一种镍钴铁镓超弹性合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镍钴铁镓超弹性合金材料及其制备方法，具体地说，涉及一种通过添加钴(Co)部分取代镍(Ni)来改变和控制合金的马氏体相变温度，从而获得室温下具有良好超弹性行为的镍钴铁镓超弹性合金，属于合金技术领域。

背景技术

超弹性合金因其具有较高的可恢复的伪弹性形变而广泛应用于航空、机械、化工以及精密仪器等领域。

目前最常见的超弹性合金为钛镍系合金。钛镍系合金中存在着热弹性马氏体，由于其马氏体相变温度随合金成分不同在很大范围内变化，因此钛镍系合金不仅具有奇特的形状记忆效应，而且具有较好超弹性行为。

虽然具有良好的超弹性行为和广泛的应用前景，但是钛镍系合金的成本较高；同时作为一种典型的基于热弹性马氏体相变的传统超弹性合金，钛镍合金的超弹性行为属于宽滞后的超弹性行为，内耗较高，因此需要开发一种成本低廉且内耗较低的新型超弹性合金。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种镍钴铁镓超弹性合金材料，所述合金材料具备新型超弹性合金体系，通过添加Co部分取代Ni来改变和控制所述合金材料的马氏体相变温度，可获得较好的超弹性行为。本发明的目的之二在于提供一种镍钴铁镓超弹性合金材料的制备方法。

本发明的目的是通过以下述技术方案实现的。

一种镍钴铁镓超弹性合金材料，所述合金材料为Ni_55-xCo_xFe₁₈Ga₂₇超弹性合金材料，其中，x＝7～12，所述合金材料在室温下具有超弹性行为。

当x＝10～12时，所述合金材料在室温下的超弹性行为中同一应力下的最大应变滞后与可回复应变的比值小于50％，即具有窄滞后的超弹性行为；所述合金材料在1～298K的温度范围内无马氏体相变行为。

一种本发明所述镍钴铁镓超弹性合金材料的制备方法，所述制备方法具体步骤如下：

步骤一、熔炼吸铸

选取纯度≥99.9％的镍、纯度≥99.99％的钴、纯度≥99.99％的镓和纯度为≥99.9％的铁，按照Ni_55-xCo_xFe₁₈Ga₂₇，x＝7～12的原子百分比含量配比配料，误差≤0.1mg；然后放入非自耗真空电弧熔炼炉，抽真空至1.9×10^-4Pa，再充入氩气，反复熔炼；然后熔化，用模具冷却吸铸得到镍钴铁镓合金。

步骤二、退火处理

将步骤一制备得到的镍钴铁镓合金密封，抽真空至5×10^-5Pa，在1000℃下，保温72小时，然后冷却至室温，得到一种本发明所述的镍钴铁镓超弹性合金。

有益效果

1.本发明所述的一种镍钴铁镓超弹性合金材料与NiTi系列的超弹性合金相比成本低廉很多，有望带来日常用超弹性合金的低价化和普及化；

2.本发明所述的一种镍钴铁镓超弹性合金材料在室温下具有超弹性行为；

3.本发明所述的一种镍钴铁镓超弹性合金材料，当x＝10～12时，所诉Ni_55-xCo_xFe₁₈Ga₂₇超弹性合金材料具有窄滞后的超弹性行为，是一种新型的低内耗超弹性合金材料，有望广泛应用于工业生产；

4.本发明所述的一种镍钴铁镓超弹性合金材料的制备方法简单，成本低廉。

附图说明

图1是实施例1制备得到的Ni_55-xCo_xFe₁₈Ga₂₇超弹性合金材料，x＝7～9的室温压缩应力应变图。

图2是实施例2制备得到的Ni_55-xCo_xFe₁₈Ga₂₇超弹性合金材料，x＝10～12的室温压缩应力应变图。

图3是实施例2制备得到的Ni_55-xCo_xFe₁₈Ga₂₇超弹性合金材料，x＝12的变温电阻曲线。

图4是窄滞后超弹性行为的示意图。

具体实施方式

为了充分说明本发明的特性以及实施本发明的方式，下面给出实施例。

实施例1

步骤一：熔炼吸铸