[发明专利]形状记忆合金的功能性调控方法

说明书

本发明提供一种形状记忆合金的功能性调控方法，对形状记忆合金进行低温时效，低温时效后所述形状记忆合金的晶粒尺寸不变，所述形状记忆合金的功能特性改变；在低温时效时的时效温度需满足：在所述形状记忆合金的再结晶温度或者晶粒长大温度以下。本发明保留了纳米晶、超细晶形状记忆合金的高强度、高硬度、高弹性模量、高疲劳抗性、高抗腐蚀性和低生物毒性的同时，对形状记忆合金功能特性进行调控。

技术领域

本发明涉及形状记忆合金工艺处理领域，特别是涉及一种形状记忆合金的功能性调控方法。

背景技术

形状记忆合金是一种功能材料，它具有形状记忆效应、超弹性效应、高阻尼特性、杨氏模量温度相关性和生物相容性等功能特性，广泛应用于工业工程和生物医学领域。其功能特性的调控对于其应用的扩展具有重要意义。目前，功能特性的调控方法主要有：改变合金成分、调节原子比、施加冷变形、构造多孔结构等。然而改变合金成分和调节原子比需要在冶金阶段进行，成本较高、适用性和灵活性较低。对于已经确定外形的形状记忆合金成品与半成品，改变合金成分、调节原子比、施加冷变形量、构造多孔结构已不再适用。而且传统的调控方法往往会改变原始晶粒尺寸。由于晶粒尺寸为纳米晶、超细晶的形状记忆合金往往比晶粒尺寸为粗晶的形状记忆合金具有更高的强度、硬度、弹性模量、疲劳抗性、抗腐蚀性和低生物毒性，传统的调控方法就会使得原始晶粒尺寸下的细晶强化作用丧失。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种形状记忆合金的功能性调控方法，用于解决现有技术中传统调控方法往往会改变原始晶粒尺寸的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种形状记忆合金的功能性调控方法，对形状记忆合金进行低温时效，低温时效后所述形状记忆合金的晶粒尺寸不变，所述形状记忆合金的功能特性改变；在低温时效时的时效温度需满足：在所述形状记忆合金的再结晶温度或者晶粒长大温度以下。

优选的，所述形状记忆合金的功能特性包括超弹性和形状记忆特性。

优选的，控制所述低温时效时的时效温度的方法为炉内加热、电流加热、电磁加热或激光加热。

优选的，所述形状记忆合金包括Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、NiAl、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si。

优选的，所述形状记忆合金为NiTi形状记忆合金。

优选的，所述NiTi形状记忆合金的功能性包括超弹性和形状记忆特性。

如上所述，本发明的形状记忆合金的功能性调控方法，具有以下有益效果：时效之后不改变原始晶粒尺寸，改变其微观组织、相变特性，从而改变其功能特性，达到调控形状记忆合金功能特性的目的；即保留纳米晶、超细晶形状记忆合金的高强度、高硬度、高弹性模量、高疲劳抗性、高抗腐蚀性和低生物毒性的同时，对形状记忆合金功能特性进行调控。

附图说明

图1显示为本发明的低温时效前后粗晶NiTi形状记忆合金的晶粒尺寸变化对比图。

图2显示为本发明的低温时效前后纳米晶NiTi形状记忆合金的晶粒尺寸变化对比图。

图3显示为纳米晶/超细晶NiTi形状记忆合金低温时效引入纳米析出相及晶界偏析示意图。

图4显示为低温时效前后纳米晶和粗晶NiTi形状记忆合金的DSC曲线。

图5显示为NiTi形状记忆合金超弹性的改变示意图。

图6显示为NiTi形状记忆合金应力滞调控方法的对比图。

具体实施方式