研究CuAlNi其制备工艺及合金的组织和性能

CuAlNi形状记忆合金因其价格低廉，具有良好的时效稳定性、热稳定性和高温形状记忆效应等优点而备受关注。但是作为一种实用性材料，该合金仍存在许多有待改进的问题，如塑性低、易发生沿晶断裂，加工很困难，冷热循环疲劳性低等，这些缺点严重阻碍了Cu-Al-Ni形状记忆合金的广泛应用。热型连铸技术是一种将定向凝固与连续铸造技术相结合的材料近净成型技术，它将传统连续铸造中的冷型改为加热铸型，形成单向凝固的条件，通过优化工艺参数，控制固-液界面，促进竞争生长，从而获得单向凝固的柱状晶或单晶铸锭。使用该技术不仅可以制备出质量良好的铜、铝等纯金属单晶线材，还可以制得组织沿轴向定向排列的合金线材。因此，利用热型连铸技术制备Cu-Al-Ni形状记忆合金，对合金的加工性能、记忆性能等有很大提高。本文以塑性很低的CuAlNi形状记忆合金为研究对象，采用自制热型连铸设备制取合金线材，初步研究其制备工艺及合金的组织和性能。
　　根据CuAlNi三元合金相图，将纯度为99.9%的电解铜、99.9%的镍丝、99.9%的铝锭，按照Cu、Al、Ni的质量分数分别为81.8%、14%、4.2%配比，经真空熔炼，浇注成锭。热型连铸时，将真空熔炼所得合金锭加工成Φ30mm×50mm，装入坩埚，通入氮气保护，开启冷却水。等合金熔化后，在合适的工艺参数配比下，开动牵引机构，将引晶丝缓慢拉出，带出合金，实现连续铸造，即可获得CuAlNi合金线材。本文制备的线材直径为2.6mm。
铸型温度1100～1150℃、连铸速度为30～80mm/min、冷却距离为15mm、冷却水量为60L/h时，可制备出表面质量良好的CuAlNi合金线材。连铸速度对CuAlNi合金线材的组织和性能有决定性影响，在较高的连铸速度时，合金的共析转变被抑制，发生马氏体相变，制备的线材具有形状效应。热型连铸技术制备的CuAlNi形状记忆合金线材的抗拉强度为288MPa，断后伸长率为9.43%。

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