一种纳米相增强的TiNiCuHfZr高熵形状记忆合金及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115725888A(43)申请公布日2023.03.03(21)申请号202211391924.X(22)申请日2022.11.08(71)申请人三峡大学地址443002湖北省宜昌市西陵区大学路8号(72)发明人赵光伟邹海峰李达徐虎黄才华方东叶永盛吴海华(74)专利代理机构宜昌市三峡专利事务所42103专利代理师王玉芳(51)Int.Cl.C22C30/02(2006.01)C22C1/02(2006.01)C22F1/00(2006.01)权利要求书1页说明书9页附图6页(54)发明名称一种纳米相增强的TiNiCuHfZr高熵形状记忆合金及其制备方法(57)摘要本发明涉及形状记忆合金技术领域，尤其涉及一种纳米相增强的TiNiCuHfZr高熵形状记忆合金及其制备方法。本发明提供的TiNiCuHfZr高熵高强度形状记忆合金按原子百分比计以下化学成分：Ti30%~39%、Ni44%、Hf10%、Cu6%、Zr1%~10%。所述合金通过以下方法制备：将按成分配比的Ti、Ni、Hf、Cu、Zr原料置于真空电弧熔炼炉中，反复熔炼得到合金锭，将铸态TiNiCuHfZr高熵记忆合金进行固溶处理与时效处理，即可获得纳米相增强的TiNiCuHfZr高熵形状记忆合金。本发明制备的高熵形状记忆合金与已有技术相比，具有显著提高的屈服强度、输出应力与输出功。另外制备工艺便捷，只需电弧熔炼与低温短时的热处理，无需长时间均匀化热处理与塑性变形加工，易于操作，具有非常好的应用前景。CN115725888ACN115725888A权利要求书1/1页1.一种纳米相增强的TiNiCuHfZr高熵形状记忆合金，其特征在于，所述合金的原料包括按原子百分比计以下化学成分：Ti30%~39%、Ni44%、Hf10%、Cu6%、Zr1%~10%。2.根据权利要求1所述纳米相增强的TiNiCuHfZr高熵形状记忆合金，其特征在于，所述合金的组织组成包括B2奥氏体基体、纳米级的Ti2Ni类增强相，其中纳米级的Ti2Ni类增强相的尺寸为40‑150纳米，数量为5‑50个每平方微米。3.一种纳米相增强的TiNiCuHfZr高熵形状记忆合金的制作方法，其特征在于，所述合金制备方法包括以下步骤：1）配料与熔炼：将原料Ti、Ni、Hf、Cu、Zr按照原子百分比配好，放入真空电弧熔炼炉中，抽真空后充入氩气防止合金熔炼过程中氧化，在熔融状态下反复熔炼，使合金成分混合均匀，得到铸态TiNiCuHfZr高熵形状记忆合金；2）固溶处理：将步骤1）得到的铸态TiNiCuHfZr高熵形状记忆合金，放入电阻炉内，进行固溶处理，并在水中淬火冷却；3）一级时效处理：将步骤2）得到的固溶处理的TiNiCuHfZr高熵形状记忆合金，放入电阻炉内，进行一级时效处理，随后空冷，得到一级时效处理的纳米相增强的高熵形状记忆合金；4）二级时效处理：将步骤3）得到的经一级时效处理的纳米相增强的高熵形状记忆合金，放入电阻炉内，进行二级时效处理，随后空冷，得到二级时效处理的纳米相增强的高熵形状记忆合金。4.根据权利要求3所述制作方法，其特征在于，所述步骤1）中，真空电弧熔炼炉的真空度小于10‑3Pa，充入氩气后熔炼炉内压强为‑0.06‑0.08MPa，熔炼电流为200‑340A；反复再熔炼次数为5次以上，每遍在熔融状态下持续1‑2分钟。5.根据权利要求3所述制作方法，其特征在于，所述步骤2）中，固溶处理温度为800‑900℃，保温时间30‑50分钟。6.根据权利要求3所述制作方法，其特征在于，所述步骤3）中，一级时效处理的温度为300‑350℃，保温时间为120‑180分钟。7.根据权利要求6所述制作方法，其特征在于，所述步骤3）中，一级时效处理过程中合金随炉升温且升温速率为10‑15℃/min。8.根据权利要求2所述制作方法，其特征在于，所述步骤4）中，二级时效处理的温度为400‑450℃，保温时间为120‑180分钟。9.根据权利要求7所述制作方法，其特征在于，所述步骤4）中，二级时效处理过程中合金随炉升温且升温速率为10‑15℃/min。10.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，在经过步骤3）所述的一级时效处理后，合金中析出纳米增强相，数量为5‑10个每平方微米，尺寸为40‑80纳米；在经过步骤4）所述的二级时效处理后，合金中析出的纳米级增强相，数量为40‑50个每平方微米，尺寸为80‑150纳米。2CN115725888A说明书1/9页一种纳米相增强的TiNiCuHfZr高熵形状记忆合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于合金材料及其制备技术领域，具体涉及到一种纳米相增强的TiNiCuHfZr高熵形状记忆合金及其制备方法。与同类材料相比，本发