CN108070773A - 一种医用钛镍基六元记忆合金 - Google Patents

一种医用钛镍基六元记忆合金 Download PDF

Info

Publication number
CN108070773A
CN108070773A CN201711364618.6A CN201711364618A CN108070773A CN 108070773 A CN108070773 A CN 108070773A CN 201711364618 A CN201711364618 A CN 201711364618A CN 108070773 A CN108070773 A CN 108070773A
Authority
CN
China
Prior art keywords
atomic
elements
atomic percent
alloy
medical titanium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711364618.6A
Other languages
English (en)
Inventor
杨晓康
杨宏进
毛江虹
罗斌莉
王海
乔军伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XI'AN SAITE SIMAI TITANIUM INDUSTRY Co Ltd
Original Assignee
XI'AN SAITE SIMAI TITANIUM INDUSTRY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XI'AN SAITE SIMAI TITANIUM INDUSTRY Co Ltd filed Critical XI'AN SAITE SIMAI TITANIUM INDUSTRY Co Ltd
Priority to CN201711364618.6A priority Critical patent/CN108070773A/zh
Publication of CN108070773A publication Critical patent/CN108070773A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C22C30/02—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/023—Alloys based on nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/007—Alloys based on nickel or cobalt with a light metal (alkali metal Li, Na, K, Rb, Cs; earth alkali metal Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Al Ga, Ge, Ti) or B, Si, Zr, Hf, Sc, Y, lanthanides, actinides, as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/006—Resulting in heat recoverable alloys with a memory effect

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种医用钛镍基六元记忆合金，医用钛镍基六元记忆合金至少包含Ti、Ni、Cu、Al、V、Si六种元素，其中，Ti元素的原子百分比为50％，Ni元素的原子百分比为40～45％，Cu元素的原子百分比为4～9％，Al元素的原子百分比为0.1～0.5％，V元素的原子百分比为0.5～1.0％，Si元素的原子百分比为0.1～0.3％；在现有TiNiCu和TiNiCuX系列合金的基础上，加入一定的Al和V元素以降低相变温度，加入微量的Si元素，细化晶粒提高塑性，使该合金拥有更低的使用温度区间和优良加工性能，同时该合金成本较低，性价比较高，满足工业上对体温温30℃左右窄滞后钛镍记忆合金的要求。

Description

一种医用钛镍基六元记忆合金
【技术领域】
本发明属于钛镍合金技术领域，具体涉及一种医用钛镍基六元记忆合金。
【背景技术】
TiNiCu形状记忆合金是在TiNi合金的基础上发展的，用Cu替代部分Ni元 素，使相变滞后明显变窄。由于当Cu含量在5at％以下，没有滞后效应；当Cu 含量10at％以上时，合金会变脆，可加工性能变差，所以已获得工业上应用的 TiNiCu合金其配比为Ti50Ni50-xCux，(原子百分比)其中X为5-10，相变滞后 (As-Ms)在4℃左右，但该合金的相变温度Af在70℃左右，市场上的TiNiCuCr 低温窄滞后记忆合金，由于Cr对人体具有毒害作用，且Cr对相变温度的降低较 严重，成分不易控制，无法满足医疗对体温窄滞后记忆合金的需求。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种医用钛镍基六元记忆合金，以解决现有记忆合金无 法满足医疗对体温窄滞后记忆合金需求的问题。
本发明采用以下技术方案：一种医用钛镍基六元记忆合金，医用钛镍基六元 记忆合金至少包含Ti、Ni、Cu、Al、V、Si六种元素，其中，Ti元素的原子百分 比为50％，Ni元素的原子百分比为40～45％，Cu元素的原子百分比为4～9％， Al元素的原子百分比为0.1～0.5％，V元素的原子百分比为0.5～1.0，Si元素的原 子百分比为0.1～0.3％。
进一步地，还包括杂质元素，杂质元素的原子百分比为≤0.60％。
进一步地，杂质元素包括碳、氮、氢、氧，且碳元素的原子百分比≤0.08％， 氮元素的原子百分比≤0.01％，氢元素的原子百分比0.01％，氧元素的原子百分比 ≤0.0.5％。
本发明的另一种技术方案，一种上述医用钛镍基六元记忆合金的制备方法， 将海绵钛、电解镍、电解铜、铝钒合金、铝硅按比例均匀配置成合金料，将合金 料在真空感应炉中熔炼，依次通过锻造、轧制、热处理制造成为合金材料。
本发明的有益效果是：在现有TiNiCu和TiNiCuX系列合金的基础上，加入 一定的Al和V元素以降低相变温度，加入微量的Si元素，细化晶粒提高塑性， 使该合金拥有更低的使用温度区间和优良加工性能，同时该合金成本较低，性价 比较高，满足工业上对体温30℃左右窄滞后钛镍记忆合金的要求。
【具体实施方式】
下面对本发明进行详细说明。
本发明公开了一种医用钛镍基六元记忆合金，在典型窄滞后Ti50Ni45Cu5形状 记忆合金的基础上，从可以降低马氏体相变温度的元素Fe，Al，Cr，Al、V， Mn，V，Nb中选择降温适中，易控制相变温度，Al和V元素，使Ti50Ni45Cu5窄滞后记忆合金的相变温度降低、使合金在保持窄滞后的基础上、适当降低相变 温度，满足工业产品在0-60℃的记忆产品的要求，同时加入微量的Si元素，细 化晶粒，提高加工性，使合金的加工性能接近二元钛镍记忆合金，具有体温相变 温度、窄滞后、优良加工性能。
该医用钛镍基六元记忆合金至少包含Ti、Ni、Cu、Al、V、Si六种元素，其 中，Ti元素的原子百分比为50％，Ni元素的原子百分比为40～45％，Cu元素的 原子百分比为4～9％，Al元素的原子百分比为0.1～0.5％，V元素的原子百分比为 0.5～1.0，Si元素的原子百分比为0.1～0.3％。
通过Al、V替代Ni可以降低相变温度，Si可以细化晶粒，会大大提高金属 间化合物的可加工性。
还包括杂质元素，杂质元素的原子百分比为≤0.60％。杂质元素包括碳、氮、 氢、氧，且碳元素的原子百分比≤0.08％，氮元素的原子百分比≤0.01％，氢元素的 原子百分比0.01％，氧元素的原子百分比≤0.0.5％。
本发明的另一种技术方案，一种上述医用钛镍基六元记忆合金的制备方法， 将海绵钛、电解镍、电解铜、铝钒合金、铝硅按比例均匀配置成合金料，将合金 料在真空感应炉中熔炼，依次通过锻造、轧制、热处理制造成为合金材料。
本发明的医用钛镍基六元记忆合金的应用可以是板、棒、丝材，以及用这些 材料制备的元件。
实施例1：
采用0级海绵钛Ti、1级电解镍，电解铜，铝钒合金、铝硅合金为原料，经 过感应熔炼后制得合金铸锭，合金锭的原子百分比为：Ti:50％,Ni:42％， Cu:6.2％,Al：0.3％，V:0.80％，Si:0.2％，余量为杂质。铸锭在850℃下进行开坯 锻造，锻成□50mm左右的方棒(即横截面边长为50mm的方棒)，然后在880℃ 下经过多道次轧制成Φ8±0.5mm的线材，最后根据使用要求，拉拔至Φ0.50mm， 矫直处理制得本发明的合金丝材。
测得合金30℃拉伸力学性能参数为：
拉伸强度Rm＝760MPa；屈服强度Rp0.2＝310MPa；延伸率A5＝30.0％；面缩 率Z＝40.0％；
拉伸强度Rm＝770MPa；屈服强度Rp0.2＝350MPa；延伸率A5＝30.0％；面缩 率Z＝43.0％；
800℃*15min/水冷固溶处理后相变温度为：
Mf＝-5℃；Ms＝11℃；As＝15℃；Af＝35℃，相变滞后为4度，延伸率30.0％， 实现了设计要求。

Claims (4)

1.一种医用钛镍基六元记忆合金，其特征在于，所述医用钛镍基六元记忆合金至少包含Ti、Ni、Cu、Al、V、Si六种元素，其中，Ti元素的原子百分比为50％，Ni元素的原子百分比为40～45％，Cu元素的原子百分比为4～9％，Al元素的原子百分比为0.1～0.5％，V元素的原子百分比为0.5～1.0％，Si元素的原子百分比为0.1～0.3％。
2.如权利要求1所述的一种医用钛镍基六元记忆合金，其特征在于，还包括杂质元素，所述杂质元素的原子百分比为≤0.60％。
3.如权利要求2所述的一种医用钛镍基六元记忆合金，其特征在于，所述杂质元素包括碳、氮、氢、氧，且所述碳元素的原子百分比≤0.08％，氮元素的原子百分比≤0.01％，氢元素的原子百分比0.01％，氧元素的原子百分比≤0.0.5％。
4.如权利要求1-3任一所述的医用钛镍基六元记忆合金的制备方法，其特征在于，将海绵钛、电解镍、电解铜、铝钒合金、铝硅按比例均匀配置成合金料，将所述合金料在真空感应炉中熔炼，依次通过锻造、轧制、热处理制造成为合金材料。
CN201711364618.6A 2017-12-18 2017-12-18 一种医用钛镍基六元记忆合金 Pending CN108070773A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711364618.6A CN108070773A (zh) 2017-12-18 2017-12-18 一种医用钛镍基六元记忆合金

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711364618.6A CN108070773A (zh) 2017-12-18 2017-12-18 一种医用钛镍基六元记忆合金

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108070773A true CN108070773A (zh) 2018-05-25

Family

ID=62158570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711364618.6A Pending CN108070773A (zh) 2017-12-18 2017-12-18 一种医用钛镍基六元记忆合金

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108070773A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114908265A (zh) * 2022-06-02 2022-08-16 西安斯塔克材料科技有限公司 一种TiNiAlV四元合金细丝的制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1718799A (zh) * 2005-06-30 2006-01-11 上海交通大学 细晶耐磨材料钛镍－铜合金的制备方法
EP2006952A1 (en) * 2007-06-22 2008-12-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
CN101386966A (zh) * 2008-10-09 2009-03-18 镇江忆诺唯记忆合金有限公司 一种NiTiCu形状记忆合金板材的加工方法
CN103088234A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 西安赛特金属材料开发有限公司 一种低温超弹性用低间隙钛镍铝钒形状记忆合金材料
CN103160707A (zh) * 2011-12-13 2013-06-19 西安赛特金属材料开发有限公司 一种消防自动温控元件用钛镍基形状记忆合金材料
CN103243227A (zh) * 2013-04-27 2013-08-14 西安赛特金属材料开发有限公司 一种等原子比钛镍合金铸锭的制备方法
CN105296800A (zh) * 2014-08-01 2016-02-03 中国石油大学(北京) 一种TiNiCuNb记忆合金及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1718799A (zh) * 2005-06-30 2006-01-11 上海交通大学 细晶耐磨材料钛镍－铜合金的制备方法
EP2006952A1 (en) * 2007-06-22 2008-12-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
CN101386966A (zh) * 2008-10-09 2009-03-18 镇江忆诺唯记忆合金有限公司 一种NiTiCu形状记忆合金板材的加工方法
CN103088234A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 西安赛特金属材料开发有限公司 一种低温超弹性用低间隙钛镍铝钒形状记忆合金材料
CN103160707A (zh) * 2011-12-13 2013-06-19 西安赛特金属材料开发有限公司 一种消防自动温控元件用钛镍基形状记忆合金材料
CN103243227A (zh) * 2013-04-27 2013-08-14 西安赛特金属材料开发有限公司 一种等原子比钛镍合金铸锭的制备方法
CN105296800A (zh) * 2014-08-01 2016-02-03 中国石油大学(北京) 一种TiNiCuNb记忆合金及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S.F.HSIEH ET AL: "Transformation temperatures and second phases in Ti-Ni-Si ternary shape memory alloys with Si≤2 at.%", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114908265A (zh) * 2022-06-02 2022-08-16 西安斯塔克材料科技有限公司 一种TiNiAlV四元合金细丝的制备方法
CN114908265B (zh) * 2022-06-02 2023-10-27 西安斯塔克材料科技有限公司 一种TiNiAlV四元合金细丝的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108998714B (zh) 一种双相中熵合金的设计与制备方法
CN104195404B (zh) 一种宽温域高强度恒弹性合金及其制备方法
CN101348876B (zh) 一种低成本高强度钛合金
CN103173653B (zh) 一种低弹性模量高强度钛合金及其制备方法
CN108754231A (zh) 轻量化高强度高弹性钛合金及其实现方法
US20110056589A1 (en) Iron-nickle alloy
Liu et al. Mechanical properties and cytocompatibility of oxygen-modified β-type Ti–Cr alloys for spinal fixation devices
CN107460370A (zh) 一种低成本高强度高塑性亚稳β钛合金及其制备方法
CN106435271B (zh) 一种低模量医用钛合金及其制备方法
CN111455214B (zh) 一种舰船用铸态Ti6321钛合金及其制备方法
TW202144596A (zh) 鋼絲、製作鋼絲的方法以及製作彈簧或醫用線材製品的方法
CN100529130C (zh) 高硬度钛合金及其制造方法
CN105506379A (zh) 一种损伤容限中强钛合金
CN109609810A (zh) 825耐蚀合金超大直径棒材制造方法
CN106319282B (zh) 一种低成本、高塑性、耐海水腐蚀钛合金
CN101760669A (zh) 一种低弹性模量的铸造钛合金
CN103131896B (zh) 一种低成本近β钛合金
CN102409258A (zh) 一种含硼的高强度、耐氢脆合金及其组织均匀性控制方法
CN109266906A (zh) 一种β型钛合金材料及其制备方法和应用
CN106521237A (zh) 一种近β型高强高韧钛合金
CN107746993A (zh) 一种高强度高塑性α+β型钛合金及其制备方法
JP3907177B2 (ja) Ｆｅ基形状記憶合金及びその製造方法
CN110016588A (zh) 一种抗拉强度大于1300MPa的亚稳β钛合金
CN103060609A (zh) 一种低弹性模量、高强度的近β钛合金及制备方法
CN108070773A (zh) 一种医用钛镍基六元记忆合金

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180525