形狀記憶合金概述
形狀記憶合金是一種功能材料。TiNi合金系是***具代表性的形狀記憶材料,具有良好的記憶效應(yīng)和超彈性特性,較高的力學(xué)性能,優(yōu)度的耐磨、耐腐蝕性能和良好的阻尼特性,同時(shí)還具有較好的生物相容性。TiNi合金是目前***為廣泛應(yīng)用的形狀讓億合金,所涉及的應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛,包括電子、機(jī)械、字航、運(yùn)輸、建筑、化學(xué)、醫(yī)療、能源、家電以及日常生活用品等,應(yīng)用潛力巨大。
材料牌號(hào)TiNi。
相近牌號(hào)Nitinol(美國(guó)),Memorit∶(美國(guó)),Tinel(美國(guó)),F(xiàn)lexon(美國(guó))。材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
化學(xué)成分Ni的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為54.0%~58.8%,其余為Ti,應(yīng)根據(jù)不同用途,選擇不同的成分。可通過添加少量第三組元得到特殊的性能。加少量Fe、Co、Al代替Ni,可降低相變溫度,使得R相變與馬氏體相變相分離;加入Mo,可提高耐磨性;加入Nb.在一定的變形條件下可獲得150 C左右寬的相變溫度滯后;加入Cu可獲得窄的相變溫厚滯后;加入Zr、Hf、Pd,可使得合金的相變溫度升高到100C以上。
熱處理制度 富Ti和等原子比的TNi合金對(duì)熱處理不敏感,而富Ni的TiNi合金對(duì)熱處理比較敏感。不同成分的TiNi合金經(jīng)850C固溶處理和850 C固溶處理后400 C時(shí)效處理的試樣其As溫度值。
品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài)有絲、棒、帶、條、片、管、鑄錠等品種。絲的***小直徑可達(dá)0.025mm,帶的尺寸可從0.025mm×0.05mm至0.75mm×1mm,片的***小厚度為0.0175mm,寬度從25至90mm。管的外徑***小至0.2mm。
供貨狀況可為記憶處理元件和超彈性處理元件;相變溫度(A)溫度為一25~120 C;表面可以為無氧化膜狀態(tài)或帶氧化膜狀態(tài)。
熔煉與鑄造工藝 在TiNi合金的熔煉中,對(duì)組成成分的控制以及使成分充分均勻是極為重要的。在熔煉中,對(duì)坩堝的材質(zhì),對(duì)熔煉氣氛利環(huán)境都要加以認(rèn)真的考慮、選擇,并目嚴(yán)格控制,以抑制各種夾雜物的產(chǎn)生。各種熔煉方法的特征及上述各種影響因素的影響程度歸納。
應(yīng)用情況與特殊要求
(1)電子儀器。各種溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)器,火災(zāi)報(bào)警器等。
(2)(2)機(jī)械器具。飛機(jī)和導(dǎo)彈液壓管路用管接頭等緊固件。
TiNi合金用于伊爾18和伊爾62飛機(jī)作熱激勵(lì)緊固鉚釘,直徑5mm,厚度2.8~7.8mm,,抗拉脫力1795~1961N。該合金用于飛行器姿控系統(tǒng)的管接頭(d=6mm)時(shí),漏氣率小于或等于3×10-1L/s;充壓196MPa使用時(shí),漏氣率小于或等于1×101./s。抗拉脫力大于2942MPa。該合金用于導(dǎo)彈液壓管路系統(tǒng)的管接頭(D= 26mm),環(huán)境溫度在一43~5((范圍內(nèi),其耐壓強(qiáng)度大于1.47MPa。抗破壞強(qiáng)度在;0C時(shí)大于12.6MPa,20C時(shí)大于15MPa,—43C時(shí)20~25MPa。
(3)醫(yī)療器件。腦動(dòng)脈瘤夾,血管支架,導(dǎo)?,人工腎臟泵,人工心臟活門,避孕器具,顱骨成形板和固定釘,牙齒矯形絲等。
(4)空間技術(shù)。月面或人造衛(wèi)星天線,衛(wèi)星儀器艙門自動(dòng)啟閉機(jī)構(gòu),導(dǎo)彈誘鉺,星用解鎖機(jī)構(gòu),空間桁架連接用套管,衛(wèi)星保護(hù)罩自動(dòng)展開驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等
(5)日常生活用品。胸罩,煙灰缸,眼鏡架、咖啡壺等。