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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110819872A(43)申请公布日2020.02.21(21)申请号201911091886.4C21D1/78(2006.01)(22)申请日2019.11.09C22C1/02(2006.01)(71)申请人天津理工大学地址300384天津市西青区宾水西道391号(72)发明人董治中孙德山宁保群王志奇(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人曹玉平(51)Int.Cl.C22C30/00(2006.01)C22C33/04(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/06(2006.01)C22C38/08(2006.01)C22C38/12(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图2页(54)发明名称一种Fe-Mn-Al-Ni-Nb形状记忆合金及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种Fe-Mn-Al-Ni-Nb形状记忆合金及其制备方法。Mn:20%~43%;Al:13.50%~20%;Ni:7%~14%;Nb:0.50%~2%;Fe:余量。将工业纯铁、电解铝,电解镍以及铌铁在感应炉中直接冶炼,全部熔化;加入锰铁,合金熔液混合,然后随炉冷却至室温,得到铸锭;将铸锭在真空炉中均质化处理得到处理后的铸锭;将铸锭在1250℃保温30-60min,然后降温至900℃保温30-60min,重复在1250℃和900℃保温,进行2-10次循环热处理后,随后水淬至室。本发明借助Nb促进晶内析出,强化基体;提高晶粒长大驱动力,铸态试样经热处理后具有大于1.8%的可回复应变。CN110819872ACN110819872A权利要求书1/1页1.一种Fe-Mn-Al-Ni-Nb形状记忆合金,其特征是按照原子百分比表示,其化学组成如下:Mn:20%~43%;Al:13.50%~20%;Ni:7%~14%;Nb:0.50%~2%;Fe:余量。2.如权利要求1的Fe-Mn-Al-Ni-Nb形状记忆合金,其特征是Nb含量为1%。3.权利要求1或2的Fe-Mn-Al-Ni-Nb形状记忆合金制备方法,其特征是包括如下步骤:(1)按照元素的化学计量,将工业纯铁、电解铝,电解镍以及铌铁在感应炉中直接冶炼,全部熔化;温度1500-1600℃;(2)待步骤(1)中合金全部熔化并保持3-5min后,加入锰铁,合金熔液混合均匀后在1500-1600℃保温5-10min,然后随炉冷却至室温,得到铸锭;(3)将步骤(2)中铸锭在真空炉中加热至1100℃均质化处理8-12时,然后随炉冷却至室温,得到处理后的铸锭;(4)将步骤(3)得到的铸锭切取条状试样封装在氩气保护的石英管中,在1250℃保温30-60min,然后降温至900℃保温30-60min,以此为一个循环;重复在1250℃和900℃保温,进行2-10次循环热处理后,加热至1250℃保温30-60min,随后水淬至室温得到处理后的条状试样;(5)将步骤(4)得到的条状试样直接放入200℃时效1-12小时,优选3-6小时;然后水淬至室温,得到时效后试样。4.如权利要求3所述的方法,其特征是步骤1)中在温度1500-1600℃精炼8-10min。5.如权利要求3所述的方法,其特征是步骤4)中循环热处理次数为5次。6.如权利要求3所述的方法,其特征是步骤5)中条状试样直接放入200℃时效3-6小时。2CN110819872A说明书1/8页一种Fe-Mn-Al-Ni-Nb形状记忆合金及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及功能材料领域,提出一种Fe-Mn-Al-Ni-Nb形状记忆合金及其制备方法。背景技术[0002]形状记忆合金(SMAs)是一类具有形状记忆效应和伪/超弹性的功能性合金,所谓形状记忆效应为由马氏体相变引起的宏观应变经加热发生马氏体逆相变后恢复至原始状态的现象;而超弹性是指合金样品在全奥氏体态(T>Af)在外力作用下发生大于其弹性阶段的变形(拉伸、压缩、弯曲等),当外力去除后,合金样品自行恢复到外力作用前的状态的现象。[0003]目前,主要应用的SMAs包括Ni-Ti基、Cu基、Fe基等在内的多种形状记忆合金体系。Ni-Ti基合金拥有优异的形状记忆性能和生物相容性,广泛应用于航空航天、电子器件、医疗器械等领域;但是其加工性能差,价格昂贵,限制了其应用范围。此前Fe基记忆合金主要得到应用的为FeMnSi系合金。通过对FeMnSi系合金进行合金化,优化热处理制度等方式改善了其记忆性能,使其在管道接头、土木工程等领域得到了应用。但是其马氏体转变为该相变过程为半热弹性马氏体相变,因此其室温下几乎没有超弹性。与Ni-Ti基合金,大于8%的超弹性回复应变相比,传统铁基合金在室温下几乎没有超弹