為什麼鎳鈦合金彈簧遇熱會收縮呢

㈠ 記憶合金加熱收縮 密度 多少 冷卻密度是多少

通常所說的「記憶合金」是「形狀記憶合金」，貌似不涉及「體積改變」問題，所以記憶合金在應用其「記憶」功能時，並未涉及前後密度變化。
也即是說，對「形狀記憶合金」來說，通常不是在較低溫度下減小其體積，然後它在溫度回復時其體積恢復到原有大小。

㈡ 什麼材料遇熱會變彎曲

上個世紀70年代，世界材料科學中出現了一種具有「記憶」形狀功能的合金。記憶合金是一種頗為特別的金屬條，它極易被彎曲，我們把它放進盛著熱水的玻璃缸內，金屬條向前沖去；將它放入冷水裡，金屬條則恢復了原狀。在盛著涼水的玻璃缸里，拉長一個彈簧，把彈簧放入熱水中時，彈簧又自動的收攏了。涼水中彈簧恢復了它的原狀，而在熱水中，則會收縮，彈簧可以無限次數的被拉伸和收縮，收縮再拉開。這些都由一種有記憶力的智能金屬做成的，它的微觀結構有兩種相對穩定的狀態，在高溫下這種合金可以被變成任何你想要的形狀，在較低的溫度下合金可以被拉伸，但若對它重新加熱，它會記起它原來的形狀，而變回去。這種材料就叫做記憶金屬（memory metal）。它主要是鎳鈦合金材料。例如，一根螺旋狀高溫合金，經過高溫退火後，它的形狀處於螺旋狀態。在室溫下，即使用很大力氣把它強行拉直，但只要把它加熱到一定的「變態溫度」時，這根合金彷彿記起了什麼似的，立即恢復到它原來的螺旋形態。這是怎麼回事？難道合金也具有人類那樣的記憶力？
原來不是那麼回事！這只是利用某些合金在固態時其晶體結構隨溫度發生變化的規律而已。例如，鎳-鈦合金在40攝氏度以上和40攝氏度以下的晶體結構是不同的，但溫度在40攝氏度上下變化時，合金就會收縮或膨脹，使得它的形態發生變化。這里，40攝氏度就是鎳-鈦記憶合金的「變態溫度」。各種合金都有自己的變態溫度。上述那種高溫合金的變態溫度很高。在高溫時它被做成螺旋狀而處於穩定狀態。在室溫下強行把它拉直時，它卻處於不穩定狀態，因此，只要把它加熱到變態溫度，它就立即恢復到原來處於穩定狀態的螺旋形狀了

㈢ 高溫對彈簧的影響

不銹鋼彈簧用高溫合金GH4169和GH4145是高溫彈簧常用材料，對於普通彈簧鋼來說貴很多。看下資料是否合適。

gh4169材料的性能具有以下特性

●易加工性

●在700℃時具有高的抗拉強度、疲勞強度、抗蠕變強度和斷裂強度

●在1000℃時具有高抗氧化性

●在低溫下具有穩定的化學性能

●良好的焊接性能

GH4169合金是含鈮、鉬的沉澱硬化型鎳鉻鐵合金，在650℃以下時具有高強度、良好的韌性以及在高低溫環境均具有耐腐蝕性。供貨狀態可以是固溶處理或沉澱硬化態。

應用領域

由於在700℃時具有高溫強度和優秀的耐腐蝕性能、易加工性，可廣泛應用於各種高要求的場合。●汽輪機●液體燃料火箭

●低溫工程

●酸性環境

●核工程

相近牌號

GH4169、GH169（中國）、NC19FeNb（法國）、NiCr19Fe19Nb5Mo3（德國）、NA 51（英國）Inconel718、UNS NO7718(美國）NiCr19Nb5Mo3(ISO)

物理性能密度

密度ρ=8.24g/cm3

熔化溫度范圍

熔化溫度范圍1260～1320℃

加工和熱處理

GH4169合金在機械加工領域屬難加工材料。

預熱

工件在加熱之前和加熱過程中都必須進行表面清理，保持表面清潔。若加熱環境含有硫、磷、鉛或其他低熔點金屬，Inconel718合金將變脆。雜質來源於做標記的油漆、粉筆、潤滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低，如液化氣和天然氣的雜質含量要低於0.1%，城市煤氣的硫含量要低於0.25g/m3，石油氣的硫含量低於0.5%是理想的。

加熱的電爐最好要具有較精確的控溫能力，爐氣必須為中性或弱鹼性，應避免爐氣成分在氧化性和還原性中波動。

熱加工

GH4169合金合適的熱加工溫度為1120-900℃，冷卻方式可以是水淬或其他快速冷卻方式，熱加工後應及時退火以保證得到最佳的性能。熱加工時材料應加熱到加工溫度的上限，為了保證加工時的塑性，變形量達到20%時的終加工溫度不應低於960℃。

冷加工

冷加工應在固溶處理後進行，GH4169的加工硬化率大於奧氏體不銹鋼，因此加工設備應作相應調整，並且在冷加工過程中應有中間退火過程。

熱處理

不同的固溶處理和時效處理工藝會得到不同的材料性能。由於γ」相的擴散速率較低，所以通過長時間的時效處理能使GH4169合金獲得最佳的機械性能。

打磨

在Inconel718工件焊縫附近的氧化物要比不銹鋼的更難以去除，需要用細砂帶打磨，在硝酸和氫氟酸的混合酸中酸洗之前，也要用砂紙去除氧化物或進行鹽浴預處理。

機加工

GH4169的機加工需在固溶處理後進行，要考慮到材料的加工硬化性，與奧氏體不銹鋼不同的是，GH4169適合採用低表面切削速度。

焊接

沉澱硬化型的GH4169合金很適合於焊接，無焊後開裂傾向。適焊性、易加工性、高強度是這種材料的幾大優點。

GH4169適合於電弧焊、等離子焊等。在焊接前，材料表面要潔凈、無油污、無粉筆記號等，焊縫周圍25mm 范圍內要打磨露出光亮的金屬。

㈣ 304不銹鋼彈簧在高溫下會收縮嗎

304不銹鋼彈簧線徑大於1.5mm，在200°高溫以下彈性不會出現失效現象。當工作溫度大於200°，應採用 耐高溫彈簧。靖江市明藝彈簧廠設計生產各類200-650°各類用途耐高溫彈簧。

㈤ 鎳鈦合金的性能及特性

鎳鈦合金是一種形狀記憶合金，形狀記憶合金是能將自身的塑性變形在某一特定溫度下自動恢復為原始形狀的特種合金，具有良好的可塑性。
鎳鈦合金是一種形狀記憶合金，形狀記憶合金是能將自身的塑性變形在某一特定溫度下自動恢復為原始形狀的特種合金。它的伸縮率在20%以上，疲勞壽命達1*10的7次方，阻尼特性比普通的彈簧高10倍，其耐腐蝕性優於目前最好的醫用不銹鋼，因此可以滿足各類工程和醫學的應用需求，是一種非常優秀的功能材料。
記憶合金除具有獨特的形狀記憶功能外，還具有耐磨損、抗腐蝕、高阻尼和超彈性等優異特點。
（一）鎳鈦合金的相變與性能
顧名思義，鎳鈦合金是由鎳和鈦組成二元合金，由於受到溫度和機械壓力的改變而存在兩種不同的晶體結構相，即奧氏體相和馬氏體相。 鎳鈦合金冷卻時的相變順序為母相（奧氏體相）-R相-馬氏體相。 R相是菱方形，奧氏體是溫度較高（大於同樣地:即奧氏體開始的溫度）的時候，或者去處載荷（外力去除Deactivation）時的狀態，立方體，堅硬。形狀比較穩定。而馬氏體相是溫度相對較低（小於Mf:即馬氏體結束的溫度）或者載入（受到外力活化）時的狀態，六邊形，具有延展性，反復性，不太穩定，較易變形。
（二）鎳鈦合金的特殊性能
1、形狀記憶特性（shape memory） 形狀記憶是當一定形狀的母相由Af溫度以上冷卻到Mf溫度以下形成馬氏體後，將馬氏體在Mf以下溫度形變，經加熱至Af溫度以下，伴隨逆相變，材料會自動恢復其在母相時的形狀。實際上形狀記憶效應是鎳鈦合金的一個由熱誘發的相變過程。
2、超彈性 (superelasticity) 所謂的超彈性是指試樣在外力作用下產生遠大於其彈性極限應變數的應變，在卸載時應變可自動恢復的現象。即在母相狀態下，由於外加應力的作用，導致應力誘發馬氏體相變發生，從而合金錶現出不同於普通材料的力學行為，它的彈性極限遠遠大於普通材料，並且不再遵守胡克定律。和形狀記憶特性相比，超彈性沒有熱參與。總而言之，超彈性是指在一定形變范圍內應力不隨應變的增大而增大，可將超彈性分為線性超彈性和非線性超彈性兩類。前者的應力-應變曲線中應力與應變接近線性關系。非線性超彈性是指在Af以上一定溫度區間內載入和卸載過程中分別發生應力誘發馬氏體相變及其逆相變的結果，因此非線性超彈性也稱相變偽彈性。鎳鈦合金的相變偽彈性可達8%左右。 鎳鈦合金的超彈性可隨著熱處理的條件的變化而改變，當弓絲被加熱到400ºC以上時，超彈性開始下降。
3、口腔內溫度變化敏感性：不銹鋼絲和CoCr合金牙齒矯形絲的矯治力基本不受口腔內溫度的影響。超彈性鎳鈦合金牙齒矯形絲的矯治力隨口腔溫度的變化而變化。當變形量一定時。溫度升高，矯治力增加。一方面，它可以加速牙齒的運動，這是因為口腔內的溫度變化會刺激由於矯治器件造成造成毛細滯息的血流停滯部位的血液流動，從而使得在牙齒移動過程中修復細胞得到充分營養，維持其生機和正常功能。另一方面，正畸醫生無法精確控制或測量口腔環境下的矯治力。
4、抗腐蝕性能：有研究表明鎳鈦絲的抗腐蝕性能與不銹鋼絲相仿
5、抗毒性：鎳鈦形狀記憶合金特殊的化學組成,即這是一種鎳鈦等原子合金,含約50%的鎳,而已知鎳有致癌和促癌作用。一般情況情況下，表面層鈦氧化充當了一種屏障，使Ni-Ti合金具有良好的生物相容性。表面層的TiXOy和TixNiOy能抑制Ni的釋放。
6、柔和的矯治力：目前商業上應用的牙齒矯形金屬絲包括奧氏體不銹鋼絲、鈷-鉻-鎳合金絲、鎳鉻合金絲、澳大利亞合金絲、金合金絲和ß鈦合金絲。關於這些正畸矯正金屬絲在拉伸試驗和三點彎曲試驗條件的載荷-位移曲線。鎳鈦合金的卸載曲線平台最低也最平，說明它最能提供持久柔和的矯治力。
7、良好的減震特性：由於咀嚼及夜磨牙對於弓絲造成的震動越大，對牙根及牙周組織的損害越大。通過不同弓絲衰減實驗的結果研究發現，不銹鋼絲震動的振幅比超彈性鎳鈦絲大，超彈性鎳鈦弓絲初始震動振幅僅為不銹鋼絲的一半,弓絲良好的震動和減震特性對於牙齒的健康很重要，而傳統弓絲如不銹鋼絲，有加重牙根吸收的傾向。