【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于形状记忆合金领域，具体涉及一种低温超弹性ti-ni-sn形状记忆合金及其制备方法和应用。
技术介绍
1、超弹性形状记忆合金是一种利用应力诱发可逆热弹性马氏体相变从而使其具有大的可恢复变形能力(tini合金完全恢复应变可达到8％)的一类材料。与传统金属材料相比可恢复应变大(传统金属材料的可恢复应变一般在1.0％-2.0％)。形状记忆合金因其独特的超弹性受到了国内外研究者的青睐，已广泛应用于医用超弹性导丝等领域。
2、近年来，我国航天事业突飞猛进，空间站、月球探测、火星探测任务稳步推进。在空间探测任务中，缓冲器是保证着陆器在星球表面软着陆的关键装置，可以保证着陆器上的探测装置在着陆过程中不被损坏。形状记忆合金可恢复应变大，并且大的应力滞后可以消耗能量，具有优异的吸能缓冲特性，可用于缓冲器的制备。
3、虽然形状记忆合金已经取得了一定的研究进展，基本可以满足常规技术的应用需求。但是对于深空探测环境，现有形状记忆合金的使用温度很难满足低温要求。月球表面昼夜温度变化为-170℃～130℃，温差接近300℃；而火星表面昼夜温度变化范围为-150℃～20℃，温差接近200℃。研究时间最久、商业化程度最高的tini形状记忆合金的奥氏体相变温度(af)在-50℃～95℃，当温度低于-50℃时，材料不具有超弹性。目前在低温下具有超弹性的形状记忆合金主要为tini基、cu基和fe基形状记忆合金，其中cu基形状记忆合金存在多晶合金晶间脆性大，易脆断，循环性不好的缺点，并且高性能cu基低温超弹性形状记忆合金往往为竹节晶
4、综上所述，超弹性形状记忆合金因其可恢复应变大、应力滞后吸能等特点而受到国内外学者的广泛关注。在众多超弹性形状记忆材料中，钛镍基合金(主要包括钛镍铁、钛镍铌、钛镍铜及其四元或五元合金等)可在一级结构相变温度区间附近产生大的超弹性变形，已广泛应用于工业和医疗行业，如医用导丝，是一类性能优异的结构功能材料。尽管室温和高温形状记忆合金的研究已经非常成熟，但适用于低温环境的高性能超弹性形状记忆合金依然欠缺。
5、授权公告号cn111411263b，名称为“一种低温超弹性ti-ni-cu-y-hf形状记忆合金及其制备方法”，公开了一种钛镍铜五元合金。虽然在经过训练后合金的压缩超弹性回复率可以达到100％，但是材料的相变温度依然较高，材料的奥氏体转变结束温度(af)仍然在室温附近(10-20℃)，不能够满足在更低温度下的超弹性需求。申请公布号cn103088234a，名称为“一种低温超弹性用低间隙钛镍铝钒形状记忆合金材料”，公开了一种四元合金。该合金在300℃和400℃不同时间时效处理后低温拉伸变形量达到6％时，卸载后残余应变量小于0.3％。但是此材料的测试温度仅为-10℃，依然不能够满足更低温度的超弹性需求。因此，开发低温超弹性形状记忆合金显得尤为必要。
技术实现思路
1、本专利技术针对目前缺少低温环境下超弹性形状记忆合金的技术问题，本专利技术提供了一种低温超弹性ti-ni-sn形状记忆合金及其制备方法和应用。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术的目的之一是提供一种低温超弹性ti-ni-sn形状记忆合金，所述ti-ni-sn形状记忆合金化学式为ti49.8-x-yni50.2+xsny(原子百分比，x＝0～0.4，y＝1.5～2.5)。
4、进一步限定，x＝0.1，y＝2。
5、本专利技术的目的之二是提供一种低温超弹性ti-ni-sn形状记忆合金的制备方法，所述方法按以下步骤进行：
6、(1)熔炼：按合金成分采用真空电弧熔炼制备得到合金铸锭；
7、(2)均匀化热处理：在密封的真空状态下对合金铸锭进行均匀化热处理；
8、(3)室温冷轧：在室温下，对均匀化热处理后的铸锭进行冷轧；
9、(4)低温退火：对冷轧后铸锭进行低温退火，得到具有低温超弹性的ti-ni-sn形状记忆合金。
10、进一步限定，步骤(2)中均匀化热处理是在1000-1050℃保温24h。
11、更进一步限定，当y≤2时，均匀化热处理温度为1000℃，当y＞2时，均匀化热处理温度为1050℃。
12、进一步限定，步骤(3)中单道次变形量为1％，总变形量为20～30％。
13、更进一步限定，y从小到大时，冷轧总变形量从大到小。
14、进一步限定，步骤(4)中退火温度为350-450℃，时间为20-40min。
15、本专利技术的目的之三是提供一种低温超弹性ti-ni-sn形状记忆合金在低温深空探测领域的应用。
16、进一步限定，低温是指低于-50℃。
17、本专利技术与现有技术相比具有的优点：
18、本专利技术在近等原子比二元tini合金中加入第三合金元素sn，以sn原子取代近等原子比tini合金中的ti原子，由于sn原子和ti原子的原子尺寸不同，会产生晶格畸变，阻碍合金的马氏体相变，使材料的马氏体相变温度降低，从而获得在低温环境下具有超弹性的tinisn形状记忆合金材料。与此同时，本专利技术结合冷轧及低温退火，使合金的热致马氏体相变被强烈抑制。最终获得在-50℃以下具有低温超弹性的tinisn三元形状记忆合金。
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1.一种低温超弹性Ti-Ni-Sn形状记忆合金，其特征在于，化学式为Ti49.8-x-yNi50.2+xSny(x＝0～0.4，y＝1.5～2.5)。
2.根据权利要求1所述的形状记忆合金，其特征在于，x＝0.1，y＝2。
3.权利要求1或2所述的形状记忆合金的制备方法，其特征在于，所述方法：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)中均匀化热处理是在1000-1050℃保温24h。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当y≤2时，均匀化热处理温度为1000℃，当y＞2时，均匀化热处理温度为1050℃。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3)中单道次变形量为1％，总变形量为20～30％。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，y从小到大时，冷轧总变形量从大到小。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(4)中退火温度为350-450℃，时间为20-40min。
9.权利要求1或2所述的形状记忆合金在低温深空探测领域的应用。
10.
...【技术特征摘要】
1.一种低温超弹性ti-ni-sn形状记忆合金，其特征在于，化学式为ti49.8-x-yni50.2+xsny(x＝0～0.4，y＝1.5～2.5)。
2.根据权利要求1所述的形状记忆合金，其特征在于，x＝0.1，y＝2。
3.权利要求1或2所述的形状记忆合金的制备方法，其特征在于，所述方法：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)中均匀化热处理是在1000-1050℃保温24h。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当y≤2时，均匀化热处理温度为1000...
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