Fe－Mn－Si－C记忆合金材料及其制作管接头的工艺和应用

摘要

本发明涉及一种密封性能好、承压能力强的Fe－Mn－Si－C记忆合金材料及其管接头，它解决了现有的Fe－Mn－Si基记忆合金材料因回复应变和回复应力较低，以该材料制作的管接头存在连接强度较低、密封性能较差、承压能力较低的缺陷.本发明的材料中包含有Fe－Mn－Si－C，由Fe－Mn－Si－C记忆合金冶炼制作。本发明的Fe－Mn－Si－C记忆合金的强度、可回复应变和回复应力明显高于普通Fe－Mn－Si合金。同时保留了Fe－Mn－Si合金冶炼加工方便、成本低等优点。Fe－Mn－Si－C记忆合金不需训练处理，即可获得5％以上的可回复应变、350MPa以上的回复应力。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种Fe-Mn-Si-C记忆合金材料及其制作管接头的工艺和应用。

背景技术：

Fe-Mn-Si基记忆合金具有成本低，冶炼加工方便，塑性高等优点，受到人们的重视，进行大量的研究和开发应用。但普通的Fe-Mn-Si记忆合金和Fe-Mn-Si-Cr-Ni记忆合金可回复应变和可回复应力低(大大低于Ni-Ti和Cu基记忆合金)，妨碍了它们的实际应用。为了提高可回复应变，一些研究者提出训练处理和热预变形等方法，可以明显提高可回复应变，但工艺复杂，不具有实用价值，尤其是不适用于管接头。目前，普通Fe-Mn-Si基记忆合金管接头均采用记忆合金直接制作，因其可回复应变较小，要精确控制预变形量，不利于实际生产。同时由于普通Fe-Mn-Si基记忆合金可回复应变和回复应力较低，导致其管接头连接强度较低，密封性能较差，承压能力较低。

发明内容：

本发明解决了现有的Fe-Mn-Si基记忆合金材料因回复应变和回复应力能力较低，以该材料制作的管接头存在连接强度较低、密封性能较差、承压能力较低的缺陷，提供一种密封性能好、承压能力强的Fe-Mn-Si-C记忆合金材料及其制作管接头的工艺和应用。

本发明的技术方案如下：本发明的Fe-Mn-Si-C记忆合金材料中包含有Fe-Mn-Si，其特征是：它还包含有C，由Fe-Mn-Si-C记忆合金冶炼制作。

本发明的Fe-Mn-Si-C记忆合金的强度、可回复应变和回复应力明显高于普通Fe-Mn-Si合金。同时保留了Fe-Mn-Si合金冶炼加工方便、成本低等优点。Fe-Mn-Si-C记忆合金不需训练处理，即可获得5％以上的可回复应变、350MPa以上的回复应力。因此，用Fe-Mn-Si-C记忆合金制作管接头具有连接强度高、承压能力大、密封性能好等特点。

附图说明：

图1为Fe-Mn-Si-C记忆合金管接头结构示意图和实施示意图，。

图2为Fe-Mn-Si-C记忆合金管接头连接异种材料示意图。

标号说明：1为记忆合金管接头，2、3为被连接管，4为垫衬材料，5为另一种被连接材料。

具体实施方式：

本发明根据Fe-Mn-Si基记忆合金的基本原理，在Fe-Mn-Si记忆合金的基础上，添加C原子，并适量降低Mn的含量，形成含碳Fe-Mn-Si记忆合金，即Fe-Mn-Si-C记忆合金。

本发明的Fe-Mn-Si-C记忆合金材料中包含有Fe-Mn-Si-C，由Fe-Mn-Si-C记忆合金冶炼制作。Fe-Mn-Si-C记忆合金材料的化学成分包括下列总量百分数的物质：Mn17-19％，Si5-6％，C0.25-0.35％，其余Fe。

由所述的Fe-Mn-Si-C记忆合金材料制作的管接头扩孔前需经过700-800℃淬火处理。

本发明的Fe-Mn-Si-C记忆合金管接头可应用于连接空心管或异种材料，还可以用于不宜焊接材料(如异种材料)的连接。

Fe-Mn-Si-C记忆合金制作管接头的工艺过程如下：

1)冶炼合金，退火后轧制或锻造成棒材。

2)将记忆合金进行热处理：加热温度700-800℃进行淬火，保温5-35min时间后水冷，以保温15分钟为较佳。

3)采用轧制或机械加工方法，加工管接头，内径小于被连接管(件)的外径。

4)将被连接管套入记忆合金管接头，加热至300℃，记忆合金产生收缩，从而抱紧被连接管(件)。被连接管(件)和记忆合金管接头之间可以加上垫衬材料。