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1、镍钛形状记忆合金记忆性能测试方法 第2部分：弯曲测试方法编制说明一、工作简况1.1 任务来源根据工业和信息化部工业和信息化部办公厅关于印发2017年第一批行业标准制修订计划的通知（工信厅科201740号），由有研亿金新材料有限公司负责制定镍钛形状记忆合金记忆性能测试方法 第2部分：弯曲测试方法有色金属行业标准，验证单位为国标（北京）检验认证有限公司、有研医疗器械（北京）有限公司，西安思维金属材料有限公司为参编单位，项目编号为2017-0175T-YS，计划完成年限为2019年。1.2 产品概况镍钛形状记忆合金产品具有优异的超弹性能、记忆性能和阻尼性能等特殊功能性，同时具有优异的耐腐蚀性能和良好
2、的生物相容性能，已经广泛应用于航空、通信、舰船、医疗器械等国防和民用工业领域。本标准规定了镍钛形状记忆合金记忆性能测试方法-弯曲测试方法，针对镍钛基形状记忆合金材料及驱动件等产品性能评价的需要而制定，适用于弯曲法评价材料的记忆性能。包括可恢复应变、恢复率和双程恢复应变的术语及弯曲测试方法，适用于由丝材、板材、管材等加工的镍钛形状记忆合金，主要内容包括相关定义术语、测试试样和测试方法等。1.3 起草单位情况及主要工作过程1.3.1 起草单位情况 有研亿金新材料有限公司（简称“有研亿金”）成立于2000年，现为有研新材料股份有限公司全资子公司。为国家技术创新示范企业、中国有色金属学会贵金属学委会副
3、主任单位，全国有色金属标委会贵金属分标委会副主任单位，中国黄金协会铂金分会副会长单位。有研亿金主要从事稀有金属和贵金属材料两大领域的相关产品的生产、研究、开发和销售。镍钛形状记忆合金产品有热驱动元件、记忆环、口腔正畸器材、防伪产品以及手机天线和眼镜架用丝材；其大部分产品为国内首创，拥有自主知识产权，性能稳定，质量可靠，达到国际先进水平。贵金属材料主要研发、生产、销售微电子光电子用薄膜新材料、贵金属材料及制品，并开展稀有及贵金属材料信息咨询、技术服务和套期保值等业务。有研亿金历年承担国家级、省部级科技开发项目近百项，获部级奖56项，国家专利104项，国家科技进步奖3项，国家发明奖9项，全国科学大
4、会奖2项，国家科技进步奖特等奖子项奖1项。公司牵头起草了医用镍-钛形状记忆合金加工材、非血管自扩张金属支架、正畸丝、固定和活动修复用金属材料等十余项国行标，为我国生物医用材料产业的发展起到了重要支撑作用。有研医疗器械（北京）有限公司是有研新材料股份有限公司之全资子公司，专业从事医疗器械的研发、生产、销售。有研医疗为中国医疗器械行业协会会员单位、中国医疗器械行业协会外科植入物专委会会员单位、中国仪器仪表学会医疗仪器分会会员单位、全国外科植入物和矫形器械标委会标委单位、全国口腔材料及器械设备标委会标委单位、中关村高新技术企业、北京市医疗器械质量管理示范企业。有研医疗主要研发、生产、销售二类、三类医
5、疗器械及生物医用新材料，目前拥有口腔正畸、口腔修复、微创介入、骨科矫形等四大门类、八大系列共23个产品注册证，包括口腔正畸用牙弓丝、托槽、颊面管、齿科贵金属修复合金、主动脉血管支架系统、非血管支架、漏斗胸矫形器等。公司作为国内权威生物医用及功能材料研发单位，历年来承担国家级、省部级科技开发项目近百项，获国家及部级科技进步奖数十项，拥有众多自主知识产权和专利技术。国标（北京）检验认证有限公司，是中国权威的第三方检验认证服务机构，公司隶属于国资委下属央企有研科技集团，管理并运营着国家有色金属及电子材料分析测试中心（1983年由原国家科委批准建立）与国家有色金属质量监督检验中心（1985年由国家质量
6、技术监督局批准建立）。中心于1992年通过计量认证(CMA)，2001年通过中国合格评定国家认可委员会（CNAS）认可。中心拥有雄厚的技术力量，先进齐全的仪器装备，依据国际标准制定的质量管理体系（ISO/IEC17025），是我国有色金属及电子材料的权威检测机构，同时是我国有色金属行业分析测试标准的主要起草单位之一。公司及其前身有研总院测试所曾荣获国家科技进步奖6项，国家发明奖3项，省部级科技进步一等奖6项；近5年获得国家发明专利20余项；负责和参加起草制订分析方法国家标准、行业标准300余项；研制国家标准物质/标准样品120个。西安思维金属材料有限公司前身为西安赛特金属材料开发有限公司镍钛合
7、金生产事业部，成立于2012年，为陕西省民营科技企业、西安市高新技术企业，并已通过ISO 9001-2008、ISO14001-2004及GB/T28001-2011管理体系认证。公司主要从事镍钛形状记忆合金材料、高品质钛合金棒、丝、板材的生产，其中镍钛合金材料、航空、航天紧固件用高品质钛合金棒、丝材为公司主导产品。公司继承和延续西安赛特金属材料开发有限公司多年的研发和产业化优势，“高阻尼超弹性镍钛形状记忆合金及制品产业化”获得2013年国家火炬计划和陕西省科学计划研究发展计划项目支持、“天线用超弹性镍钛形状记忆合金棒丝材”及“启动装置用镍钛形状记忆合金自动控制元件”项目获得陕西省2013年重
8、点新产品开发项目、“微创治疗器械用镍钛形状记忆合金材料”获得西安市2013年技术创新项目，“临床医疗用超弹性镍钛形状记忆合金超细丝材”获得科技部科技型中小企业技术创新基金支持。公司依托西北有色金属研究院在钛合金材料领域雄厚的技术力量和近30年的镍钛形状记忆合金功能材料科研成果，凭借全新的管理理念和灵活的运行机制，业务不断拓展、生产规模日益壮大，成为国内镍钛形状记忆合金功能材料产业领域的领先者。1.3.2 主要工作过程（1）2017年5月在接到标准任务后，成立了标准编制工作组，确定了各成员的工作职能和任务，制定了工作计划和进度安排，填写了“推荐性行业标准项目任务书”（2）2017年7月在天津召开
9、的有色标准工作会议对本标准进行任务落实，为了作好本标准的制订工作，我们成立了标准编制小组，制订了工作计划，确定有研医疗器械（北京）有限公司、国标（北京）检验认证有限公司为验证单位，西安思维金属材料有限公司为参编单位。（3）2017年12月，完成相应方法的调研，收集、整理相关文献资料，在总结四家单位多年的镍钛合金研制、生产和质量控制检测基础，并查阅相关技术资料和文献，在Q/CPYYYJ0032016 镍钛基形状记忆合金记忆性能弯曲测试方法企业标准的基础上，形成了该标准征求意见稿第一稿、以及编制说明与研究报告的征求意见稿第一稿，交中国石油大学（北京）、北京航空航天大学等单位进行意见征集，并连同验证
10、样品一并寄往各验证单位。（4）2018年4月编制组收到各单位的反馈意见与验证报告，通过咨询记忆合金领域的相关专家，对反馈意见进行了汇总处理，对征求意见稿第一稿、实验报告、编制说明进行了修改和完善，形成行业标准征求意见稿第二稿。（5）2018年4月16日，在汉中召开有色标准工作会议，会上西部新锆核材料科技有限公司、广东省工业分析检测中心、西北有色金属研究院等单位的专家代表，对本标准、编制说明、进行了细致的讨论，对标准的编写格式、试验操作步骤、试验原理等内容提出了建议与意见。（6）根据2018年4月标准会提出的建议，编制组对试验步骤等内容进行确认完善，进行了试验验证，修改标准内容形成征求意见稿第三
11、稿。（7）2018年8月22日到8月23日在银川召开标准工作会议，对本标准预审稿进行了讨论，会上宝钛集团有限公司、西部新锆核材料科技有限公司、广东省工业分析检测中心、西北有色金属研究院、金堆城钼业股份有限公司等单位的专家代表对标准第三稿及编制说明进行了讨论，对标准的术语、公式等格式提出了修改意见和建议。(8)2018年8月到2018年10月，根据银川工作会专家的意见，进行了标准内容修改、验证完善、进一步的意见征求，形成标准及编制说明的送审稿。二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据2.1 编制原则1）国内尚无本产品相关的国家标准和行业标准，查阅相关技术资料和文献，咨询记忆合金领域的相关专家，制
12、定本标准，有利于促进提高镍钛形状记忆合金产品的性能检测和质量控制水平，对国内企业及相关行业的技术进步将产生积极的推动作用。2）标准的格式符合GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写以及有色金属冶炼产品国家标准、行业标准编写示例的规定。3）本标准为推荐性有色金属行业标准。2.2 确定标准主要内容的论据本标准规定了镍钛基形状记忆合金记忆性能弯曲测试方法。本标准的试验及验证报告见附件镍钛形状记忆合金记忆性能测试方法 第2部分：弯曲测试方法试验验证报告。2.2.1 术语和定义本标准涉及的术语和定义是针对镍钛基形状记忆合金记忆性能评价参数表征，本标准新制定了预变形量、可恢复应
13、变、恢复率、双程恢复应变术语，YS/T 1064镍钛形状记忆合金术语中相关术语和定义也适用于本标准。2.2.3方法和原理本标准提供了镍钛基形状记忆合金弯曲法-自由恢复测试记忆性能的方法，通过低温弯曲，在高温加热，检测样品的恢复角度，计算获得记忆性能。镍钛形状记忆合金在马氏体状态弯曲预变形后，由于马氏体自协作产生应变，加热后，发生马氏体向奥氏体的相变转变，产生形状恢复，可以恢复到接近原始角度为准，对外提供恢复应变。弯曲法适合检测及评价弯曲变形的驱动性能及双程记忆应变。2.2.4试验设备使用夹具和芯棒进行弯曲试验，为保证预变形精确度，规定了芯棒尺寸精度优于0.02mm，芯棒的材质优先选用热膨胀系数
14、低、硬度高、耐腐蚀的量具钢，保证弯曲芯棒长期使用尺寸精度。为保证测量的可操作性，推荐芯棒的直径选择5mm、7.5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、40mm固定模具尺寸，统一芯棒尺寸标准。角度测量使用精度优于0.1的测量仪器。为保证弯曲变形的一致性，推荐使用电子试验机等测试机器进行弯曲变形。2.2.5性能参数确定的论据2.2.5.1预变形为统一标准，预变形时弯曲角度统一定为180，相比其他弯曲角度，弯曲位置比较易准确控制，优化测量操作性，提高精度。2.2.5.2弯曲预变形量弯曲试样的预变形量采用公式1计算。e=100% （1）弯曲预应变大小对恢复应变有影响，应变量优先选择接
15、近2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%、18%、20%系列变形量，便于记忆性能评估。2.2.5.3可恢复应变弯曲试样的可恢复应变采用公式2计算，计算时都乘以预变形量值，即对恢复量进行数据处理，将恢复量转化为记忆恢复应变，方便与拉伸变形的可恢复应变定性比较。选用变形后恢复角度与变形角度比值进行可恢复应变计算，即将回弹角度考虑在内，选择最大的恢复角度进行可恢复应变计算。ere=e100% （2）2.2.5.4双程可恢复应变弯曲试样的双程恢复应变采用公式3计算，计算时都乘以预变形量值，即对恢复量进行数据处理，将恢复量转化为记忆恢复应变，方便与拉伸变形的双程可恢复应变进行定性比较。从实际使用角度出发，选用变形后加热恢复角度与冷却角度差值，与变形后回弹角度比值进行双程可恢复应变计算，体现了记忆合金弯曲后实际能提供的双程角度恢复能力。etw=e100% （3）2.2.5.5恢复率恢复率采用公式4计算，从实际应用角度考虑，将其定义为弯曲变形后角度恢复值与弯曲回弹角度比值，体现了记忆合金弯曲后实际能提供的角度恢复能力。h=100% （4）2.2.6试验参数的确定依据预变形温度应不高于（Mf-10），具体试验温度可由相关方协商确
