JP2001082642A - Coupler for ferrous shape memory alloy mede pipe - Google Patents

Coupler for ferrous shape memory alloy mede pipe

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JP2001082642A
JP2001082642A JP26262099A JP26262099A JP2001082642A JP 2001082642 A JP2001082642 A JP 2001082642A JP 26262099 A JP26262099 A JP 26262099A JP 26262099 A JP26262099 A JP 26262099A JP 2001082642 A JP2001082642 A JP 2001082642A
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shape memory
memory alloy
cylinder
crystal
inner diameter
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Withdrawn
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JP26262099A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kubo
紘 久保
Hiroaki Otsuka
広明 大塚
Tadakatsu Maruyama
忠克 丸山
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.)
Awaji Sangyo KK
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Awaji Sangyo KK
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably provide a ferrous shape memory alloy made pipe coupling having more excellent shape memory characteristics, especially having a high inside diameter shrinkage percentage. SOLUTION: This coupler for a ferrous shape memory alloy made pipe is manufactured under a centrifugal casting method, and it is favorable that prismatic crystal occupies an area of not less than 50% and the length direction of prismatic crystal occupying the area of not less than 50% matches with the direction toward a center of a cylinder within ±15 degrees.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、高い内径収縮率を
有する鉄系形状記憶合金製パイプ用継手に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pipe joint made of an iron-based shape memory alloy having a high inner diameter shrinkage.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、形状記憶合金製パイプ用継手
は、締結する相手パイプの外径より僅かに小さい内径を
もつ形状記憶合金の円筒を用意し、この円筒の内径を室
温で押し広げてパイプが差し込めるように拡径してか
ら、この継手に両側からパイプを差し込んで適当な温度
に加熱し、形状記憶合金製円筒の内径が拡径前の細い径
の状態に戻ろうとして収縮する力を利用してパイプを締
結するものである。従って、高い締結強度を得るために
は、加熱時における円筒の内径収縮率が高いことが期待
される。
2. Description of the Related Art Generally, a pipe joint made of a shape memory alloy is prepared by preparing a cylinder of a shape memory alloy having an inner diameter slightly smaller than an outer diameter of a mating pipe to be fastened, and expanding the inner diameter of the cylinder at room temperature. After expanding the pipe so that it can be inserted, insert a pipe into this joint from both sides and heat it to an appropriate temperature, and the force to shrink the inner diameter of the cylinder made of shape memory alloy to return to the small diameter state before the expansion Is used to fasten the pipe. Therefore, in order to obtain high fastening strength, it is expected that the inner diameter shrinkage rate of the cylinder during heating is high.

【0003】また近年、コスト的に有利で加工性の良い
鉄系の形状記憶合金が、パイプ用継手をはじめとする各
種分野でその適用が試みられるようになって来ている。
通常、鉄系形状記憶合金製パイプ用継手を製作する場合
には、所望成分の鋼片を熱間圧延して板材とし、これを
円筒形に成形して溶接した後、熱処理を施して冷間拡径
するか、又は熱間圧延して棒材とし、穴ぐり加工、熱処
理及び冷間拡径工程を経て継手を製造していた。
[0003] In recent years, iron-based shape memory alloys that are advantageous in terms of cost and have good workability have been tried to be applied in various fields such as pipe joints.
Usually, when manufacturing a pipe joint made of an iron-based shape memory alloy, a steel slab of a desired component is hot-rolled into a sheet material, which is formed into a cylindrical shape, welded, and then subjected to a heat treatment to perform a cold treatment. The joints have been manufactured by expanding the diameter or by hot rolling to obtain a rod material, and through a boring process, a heat treatment, and a cold expansion step.

【0004】このような熱間加工工程を必須としていた
従前の製造方法では、素材面での制約に加えて、意匠性
に優れた複雑な形状の締結部材を得ることが非常に困難
であったことから、本発明者らは熱間加工工程を経ずに
鋳造ままで製品として使用可能な鉄系形状記憶合金製鋳
造部材の製造方法を開発し、先に出願している(特開平
10−280061号公報)。この先願の発明は、鋳造
後の冷却速度が一定範囲以内になるように調整すること
によって、円筒部材の形状記憶性能を優れたものとする
ことを意図したものである。
In the conventional manufacturing method which required such a hot working step, it was extremely difficult to obtain a fastening member of a complicated shape excellent in design, in addition to restrictions on the material. Therefore, the present inventors have developed a method of manufacturing a cast member made of an iron-based shape memory alloy that can be used as a product as cast without going through a hot working step, and have previously filed an application (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. No. 280061). The invention of the prior application intends to improve the shape memory performance of the cylindrical member by adjusting the cooling rate after casting to be within a certain range.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の特開平10−2
80061号公報に開示した発明は、それまでの鉄系形
状記憶合金製鋳造部材の製造方法の概念を翻すものであ
ることは認められたが、これを鉄系形状記憶合金製パイ
プ継手に限ってみた場合、形状記憶特性、特に内径収縮
率の面でさらなる改善の余地が残されていることが、本
発明者らのさらなる実験研究の結果明らかとなった。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 10-2 is disclosed.
The invention disclosed in Japanese Patent No. 80061 was found to reverse the concept of a method of manufacturing a cast member made of an iron-based shape memory alloy, but this invention was limited to a pipe joint made of an iron-based shape memory alloy. As a result, it has become clear from further experimental studies by the present inventors that there is still room for further improvement in shape memory properties, particularly in terms of inner diameter shrinkage.

【0006】すなわち、本発明者らは、円筒部材の金属
組織という従来或いは先願発明では全く知見されていな
かった概念を用いることによって、より優れた形状記憶
特性を発揮すると共に工業的にも大きな意義をもつ鉄系
形状記憶合金製パイプ継手が容易に得られることを見い
出し、本発明を完成したものである。本発明の課題は、
より優れた形状記憶特性、特に高い内径収縮率をもつ鉄
系形状記憶合金製パイプ継手を、材料のマクロ組織を特
定することにより容易にかつ安定して得ることにある。
In other words, the present inventors have demonstrated that the metal structure of the cylindrical member, which has not been known at all in the prior or prior inventions, exhibits more excellent shape memory characteristics and is industrially large. It has been found that a pipe joint made of an iron-based shape memory alloy having a meaning can be easily obtained, and the present invention has been completed. The object of the present invention is to
An object of the present invention is to easily and stably obtain a pipe joint made of an iron-based shape memory alloy having better shape memory characteristics, particularly a high inner diameter shrinkage, by specifying a macrostructure of a material.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
の本発明請求項1に係る鉄系形状記憶合金製パイプ継手
は、遠心鋳造法で製作されたものであって、横断面内の
マクロ組織の中で、柱状晶が50%以上の面積を占めて
いる遠心鋳造法で製作されたことを特徴とする。また、
本発明の請求項2に係る鉄系形状記憶合金製パイプ継手
は、横断面内のマクロ組織の中で柱状晶の長さ方向は、
円筒の中心に向かう方向に対して、±15度以内で一致
している柱状晶が50%以上の面積を占めていることを
特徴とする。さらに、上記したパイプ継手は、拡径と加
熱が繰り返し施されていることが望ましく(請求項
3)、また、より一層の内径収縮率の向上を果たすため
には、柱状晶が70%以上の面積を占めていることが好
ましい(請求項4)。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pipe joint made of an iron-based shape memory alloy manufactured by a centrifugal casting method. It is characterized by being manufactured by centrifugal casting in which the columnar crystals occupy an area of 50% or more in the structure. Also,
In the pipe joint made of an iron-based shape memory alloy according to claim 2 of the present invention, the length direction of the columnar crystal in the macrostructure in the cross section is:
Columnar crystals that coincide within ± 15 degrees with respect to the direction toward the center of the cylinder occupy an area of 50% or more. Further, it is desirable that the above-mentioned pipe joint is repeatedly subjected to diameter expansion and heating (claim 3). In order to further improve the inner diameter shrinkage, the columnar crystal is preferably 70% or more. It preferably occupies the area (claim 4).

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図面にした
がって説明する。まず、鉄系形状記憶合金製パイプ継手
の内径収縮率が、鉄系形状記憶合金円筒のマクロ組織に
大きく依存していることを知見した経緯から説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a description will be given from the background of finding that the inner diameter shrinkage ratio of an iron-based shape memory alloy pipe joint greatly depends on the macrostructure of an iron-based shape memory alloy cylinder.

【0009】鉄系形状記憶合金円筒の内径の収縮量は、
素材の種類(化学成分など)や事前に行う拡径の程度、
加熱温度、拡径と加熱の繰り返し処理(トレーニングと
呼ばれている)の有無などによってある程度変化する。
このため内径収縮率が大きくて性能の良い継手とするた
めには、素材や拡径率、加熱温度が最適となるように選
定しなければならないのは当然である。しかし、鉄系の
形状記憶合金製パイプ継手においては、これらの条件を
最適化するだけでは、内径収縮率(形状記憶合金の形状
回復性能)が必ずしも一定にはならないのも事実であ
る。このことを図1に示す。
The shrinkage of the inner diameter of the iron-based shape memory alloy cylinder is
The type of material (chemical composition, etc.) and the degree of diameter expansion performed in advance,
It changes to some extent depending on the heating temperature, the presence or absence of the diameter expansion and the repeated heating (called training), and the like.
Therefore, in order to obtain a joint having a large inner diameter shrinkage ratio and good performance, it is natural that the material, the diameter expansion ratio, and the heating temperature must be selected so as to be optimal. However, in the case of an iron-based pipe joint made of a shape memory alloy, it is a fact that the inner diameter shrinkage rate (shape recovery performance of the shape memory alloy) is not always constant only by optimizing these conditions. This is shown in FIG.

【0010】図1は、素材の成分は一定(28%Mn−
6%Si−5%Cr−Fe系)とし、遠心鋳造法で円筒
形状を直接作るかまたは熱間圧延した板材を丸めて溶接
して円筒形状としたものに対して、適当な温度で溶体化
熱処理を施した後(この段階の形状が記憶される)、様
々な拡径率(横軸)で内径を広げ、次に600℃に加熱
することによって得られる形状記憶効果の程度を、内径
収縮率(縦軸)という指標で示したものである。
FIG. 1 shows that the components of the material are constant (28% Mn-
6% Si-5% Cr-Fe), and form a cylindrical shape directly by centrifugal casting or rolled and hot-rolled sheet material to form a cylindrical solution at an appropriate temperature. After heat treatment (the shape at this stage is memorized), the inner diameter is expanded at various expansion ratios (horizontal axis), and then the degree of the shape memory effect obtained by heating to 600 ° C. It is indicated by an index called rate (vertical axis).

【0011】結果は同一寸法、同一工程で製作された範
囲内で見れば横軸の内径拡径率によって縦軸の内径収縮
率が左右されている傾向が見られるものの、例えば10
0Aの遠心鋳造材などでは、拡径率がほぼ同じであって
も内径収縮率にかなりの違いが生じていることが明かで
ある。この点は200A、250A、300Aの遠心鋳
造材についても同様のことが言える。このようなばらつ
きのある材料を用いたパイプ用継手では、継手強度など
の性能が不安定で信頼性の欠ける製品となるのは当然で
ある。したがって、高い内径収縮率が安定して得られる
条件を明確に把握することが、この素材をパイプ用継手
として実用する上での前提になるのはいうまでもない。
そこで発明者らは、図1におけるばらつきがいかなる条
件によって生じているかについて検討した。その結果内
径収縮率の善し悪しは、鉄系形状記憶合金円筒のマクロ
組織にも大きく依存している事実を見いだした。
[0011] The results show that within the range of the same dimensions and manufactured in the same process, although there is a tendency that the inner diameter contraction rate on the vertical axis is influenced by the inner diameter expansion rate on the horizontal axis, for example, 10%.
It is clear that, for a centrifugally cast material of 0A, etc., a considerable difference occurs in the inner diameter shrinkage rate even when the diameter expansion rate is almost the same. The same can be said for the 200A, 250A, and 300A centrifugally cast materials. It is natural that a pipe joint using such a material having a variation has unstable performance such as joint strength and lacks reliability. Therefore, it is needless to say that a clear understanding of the conditions under which a high inner diameter shrinkage ratio can be stably obtained is a precondition for putting this material into practical use as a pipe joint.
Then, the inventors examined what conditions caused the variation in FIG. 1. As a result, it was found that the degree of inner diameter shrinkage depends largely on the macrostructure of the iron-based shape memory alloy cylinder.

【0012】ここでマクロ組織というのは、素材を構成
する結晶組織の内、直接目視かまたはせいぜい数倍ほど
の低倍率の顕微鏡による観察で把握できる、主として
「結晶の形」に関する情報を意味する。いうまでもなく
金属の結晶構造は、高倍率の電子顕微鏡で始めて識別さ
れるような極く微細なレベルの組織構造から、光学顕微
鏡の高倍率観察で区別のつくレベルの組織構造、低倍率
で識別される組織構造といったように多層的に構成され
ている。この内、肉眼もしくは極く低倍率の光学顕微鏡
で見られるマクロな組織は、素材の断面をある程度まで
平坦に研磨した後適当な腐食液を作用させて、結晶の形
状を見ることによって判別される。研磨しただけでも見
える場合があるが、適正な腐食を行うことによって識別
がより容易になる。通常、鉄系形状記憶合金の場合、腐
食液としては「2〜4%硝酸+メタノール」、または
「硝酸+塩酸(合計2〜5%)+水」等の普通に使われ
る溶液が使用可能である。
Here, the macro structure means mainly information on "crystal shape" which can be grasped by direct visual observation or observation with a microscope at a low magnification of several times at most, out of the crystal structure constituting the material. . Needless to say, the crystal structure of the metal can be changed from an extremely fine level of structure that can be identified only with a high-magnification electron microscope to a level that can be distinguished by high-magnification observation with an optical microscope. It has a multi-layered structure such as an organizational structure to be identified. Of these, the macroscopic structure seen with the naked eye or an extremely low magnification optical microscope is determined by polishing the cross section of the material to a certain extent and then applying an appropriate etchant to observe the crystal shape. . Although it may be visible only by polishing, proper corrosion makes identification easier. Usually, in the case of an iron-based shape memory alloy, a commonly used solution such as “2-4% nitric acid + methanol” or “nitric acid + hydrochloric acid (2-5% in total) + water” can be used as a corrosive liquid. is there.

【0013】マクロ組織として識別される因子の中でも
重要な結晶の形態は、単に形だけの問題ではなく、次の
ような視点からの意味も持っている。一般に、溶融状態
から凝固した固体の金属は小さな結晶粒によって構成さ
れるが、その時生成する結晶は凝固時の条件によって
「自由晶」と「柱状晶」という異なる二つに分類され
る。自由晶というのは結晶がほぼ球形に近い多角形状を
なし(図2(a))、他方の柱状晶は結晶が特定の方向
に長く伸びたもの(図2(b))を指している。前者の
自由晶で構成される母材は、種々の特性がどの方向で見
ても比較的等方的であるのに対して、後者の柱状晶を主
体とする母材は、柱状に伸びた結晶の方向に対してどの
方向で特性評価をするかによって異なる性能を示すとい
う性質(異方性)を持つことが少なくない。すなわち、
結晶の形の違いが母材の特性上に少なからぬ影響を与え
るのである。
The important crystalline form among the factors identified as the macrostructure is not limited to the shape but also has the following viewpoint. Generally, a solid metal solidified from a molten state is composed of small crystal grains, and the crystals formed at that time are classified into two different types, "free crystals" and "columnar crystals" depending on the conditions at the time of solidification. A free crystal refers to a crystal having a polygonal shape that is almost spherical (FIG. 2 (a)), and a columnar crystal having a crystal elongated in a specific direction (FIG. 2 (b)). The former base material composed of free crystals is relatively isotropic in various properties in any direction, whereas the latter base material mainly composed of columnar crystals has a columnar shape. In many cases, it has a property (anisotropic) that shows different performance depending on the direction of the characteristic evaluation with respect to the crystal direction. That is,
The difference in crystal shape has a considerable effect on the properties of the base material.

【0014】これら2種類の結晶の識別は、マクロ組織
の観察によって容易に行うことができる。結晶は基本的
には表面積を最小にしようとして球形に近い形状になろ
うとする傾向をもつため、自由晶になるのが自然のよう
に思われる。しかし、実際の溶融状態から凝固が始まる
過程では、特定方向への温度勾配や冷却の不均一等の影
響で、自由晶と柱状晶が一定の割合で混在するのが普通
である。柱状晶ができる原因の中には、結晶の成長は完
全に等方的ではなく、特に成長速度の早い特定の優先方
位(本発明が対象としている素材の場合、金属学で〈1
00〉方向と表示される方向)があり、その方向に長く
伸びようとする結晶特有の特性が大きく寄与している。
さらに凝固時にある位置で結晶の核が発生した時には、
その周囲でも同時に多数の結晶核が発生するのが普通で
あるから、これらそれぞれの結晶核が成長する時に相互
に干渉する結果、特定方向については互いの成長を抑制
しあう結果になることも影響する。この特定の方向に成
長しようという傾向と、同時に発生した仲間の結晶核ど
うしが互いに成長を牽制しあう傾向とが作用することに
よって、独特な形状の柱状晶が形成されるのである。
The distinction between these two types of crystals can be easily made by observing the macrostructure. It seems natural that crystals are free crystals because they basically tend to have a shape close to a sphere in order to minimize the surface area. However, during the process of solidification starting from the actual molten state, it is usual that free crystals and columnar crystals are mixed at a certain ratio due to the influence of temperature gradient in a specific direction and uneven cooling. Among the causes for the formation of columnar crystals, crystal growth is not completely isotropic, and in particular, a preferential orientation with a high growth rate (in the case of the material targeted by the present invention, metallurgy <1
00> direction), and the characteristic characteristic of the crystal, which tends to elongate in that direction, greatly contributes.
Furthermore, when crystal nuclei occur at certain positions during solidification,
It is normal for a large number of crystal nuclei to be generated at the same time around them, so that each of these crystal nuclei interferes with each other when they grow, resulting in suppression of mutual growth in a specific direction. I do. The tendency to grow in this specific direction and the tendency of the co-generated crystal nuclei to mutually restrain the growth of each other act to form columnar crystals having a unique shape.

【0015】凝固した後の素材は一般には高温度の加熱
をされたり、加熱状態で圧延などの加工を加えられたり
して製品に仕上げられる。高温への加熱や加工の工程で
結晶は変質し、自由晶と柱状晶のいずれもが、等方的な
新しい結晶へ再編成される変化が進む。つまり柱状晶が
製品に認められるのは、溶融状態から凝固した後に、高
温長時間加熱や熱間加工などの工程を経ることなく製品
となった場合がほとんどで、高温長時間加熱や熱間加工
などを通った後に残留する柱状晶はさほど多くないのが
一般的である。
The material after solidification is generally heated to a high temperature or subjected to a process such as rolling in a heated state to finish the product. During heating or processing to a high temperature, the crystal is altered, and both free crystals and columnar crystals are reorganized into new isotropic crystals. In other words, columnar crystals are most often found in products after they have solidified from the molten state and have gone through a process such as high-temperature and long-time heating and hot working. Generally, there are not so many columnar crystals remaining after passing through.

【0016】このような金属学的知見を基にして図1の
結果を詳細に調べたところ、内径収縮率の違いがそれぞ
れのマクロ組織と対応していることが明らかになった。
まず各測定点を与える鉄系形状記憶合金製円筒について
横断面部(円筒端面)でマクロ組織を現出させて柱状晶
が占める面積率を測定した(実際上これらの測定は、円
筒を溶体化熱処理した時点、すなわち拡径を行う前に行
った)。その結果を拡径と600℃加熱を行った後の内
径収縮率と対応させてみると、柱状晶率の高い円筒が全
体に内径収縮率の高い部分に位置していることが判っ
た。逆に、板材を丸めて溶接して得た円筒のように柱状
晶率が0%のものは、内径収縮率が明らかに低いのであ
る。
When the result of FIG. 1 was examined in detail based on such metallurgical findings, it was found that the difference in the inner diameter shrinkage ratio corresponds to each macrostructure.
First, the area ratio occupied by columnar crystals was measured by developing a macrostructure at the cross section (cylinder end face) of an iron-based shape memory alloy cylinder giving each measurement point (in practice, these measurements were performed by solution heat treatment of the cylinder). (Ie, before the diameter expansion). When the results were made to correspond to the diameter expansion and the inner diameter shrinkage rate after heating at 600 ° C., it was found that the cylinder having a higher columnar crystal ratio was located in a portion having a higher inner diameter shrinkage rate as a whole. Conversely, a cylinder having a columnar crystal ratio of 0%, such as a cylinder obtained by rolling and welding a sheet material, has a significantly lower inner diameter shrinkage ratio.

【0017】この傾向を明瞭に表したのが図3である。
この図は、図1に示された結果の中から拡径率が一定範
囲(7.35〜7.5%)にあるものだけを拾い出し
て、柱状晶率と内径収縮率との関係として示したもので
ある。この図より、内径収縮率は柱状晶率が大きいほど
高い値を示していることがわかる。そして実用上望まし
い内径収縮率として2.5%以上というレベルの確保を
想定すると、柱状晶率50%以上が必要であることが示
される。なお好ましくは、他の条件による影響が悪い方
向に作用したとしても、安定して高性能を確保できる7
0%以上の柱状晶率を持たせることが有効と判断され
る。
FIG. 3 clearly shows this tendency.
In this figure, only those having a diameter expansion ratio within a certain range (7.35 to 7.5%) are picked up from the results shown in FIG. 1 and the relationship between the columnar crystal ratio and the inner diameter shrinkage ratio is obtained. It is shown. From this figure, it can be seen that the inner diameter shrinkage ratio increases as the columnar crystal ratio increases. Assuming that the inner diameter shrinkage rate of 2.5% or more is practically desirable, a columnar crystal ratio of 50% or more is required. It is more preferable that high performance can be stably ensured even if the influence of other conditions is adversely affected.
It is considered effective to have a columnar crystal ratio of 0% or more.

【0018】ところで、この調査に供した形状記憶合金
円筒は、次のような方法で製作されている。インゴット
を熱間圧延した板材を丸めて溶接し、さらに熱処理を施
して得られた円筒を使用したものが、図に「板巻・溶接
材」と記されたグループである。また、遠心鋳造法で直
接円筒形状に凝固させ、熱間加工工程を経ることなく円
筒形状を製作し、その内側表面を適当な厚み分切削加工
して得られた円筒を熱処理したグループ(「遠心鋳造
材」と標記)もある。前者は基本的に柱状晶率は0であ
る。一方、後者の柱状晶率は、鋳造ままの状態で柱状晶
がどの程度存在したか、そしてその後の熱処理によって
どのように変化したかとともに、その円筒が鋳造全厚の
内のどの部分から採取されたものかによっても変わって
くる。これは、遠心鋳造材の結晶は、一般に最外層と内
層部分には自由晶が現れ易く、中間部分に柱状晶が生成
する傾向を持っているからである。具体的に自由晶と柱
状晶とがどのように配分されるかは、遠心鋳造に使用さ
れる鋳型の内面性状や塗型材の種類、塗布厚みと均一
さ、鋳型の予熱温度、溶鋼の注入温度、凝固過程での金
属製鋳型の回転速度や回転の心ズレ、回転ムラの有無、
鋳型の強制冷却などの鋳造条件の影響を受けて決ってく
ると考えられる。
Incidentally, the shape memory alloy cylinder used for this investigation is manufactured by the following method. The group using the cylinder obtained by rolling and welding a sheet material obtained by hot rolling an ingot and further performing a heat treatment is a group indicated by "sheet winding / welding material" in the figure. In addition, a group obtained by directly solidifying into a cylindrical shape by centrifugal casting, manufacturing a cylindrical shape without going through a hot working process, and cutting the inner surface by an appropriate thickness to obtain a heat-treated cylinder ("Centrifugal Casting "). In the former, the columnar crystal ratio is basically zero. On the other hand, the columnar crystal ratio of the latter, along with how much columnar crystals were present in the as-cast state and how it changed due to subsequent heat treatment, was taken from which part of the entire casting thickness of the cylinder. It depends on what you have. This is because, in the crystal of the centrifugally cast material, free crystals generally tend to appear in the outermost layer and the inner layer, and columnar crystals tend to be formed in the middle. The specific distribution of free crystals and columnar crystals depends on the inner surface properties of the mold used for centrifugal casting, the type of coating material, the coating thickness and uniformity, the preheating temperature of the mold, the injection temperature of molten steel. In the solidification process, the rotational speed of the metal mold and the rotational center misalignment, the presence or absence of uneven rotation,
It is thought that it is determined by the influence of casting conditions such as forced cooling of the mold.

【0019】なお、ここまでの検討過程において、遠心
鋳造で作られた円筒の横断面上での柱状晶の中の下部構
造についても調査した。前記の腐食を行うと柱状晶の中
に、樹枝状に枝分かれして結晶が成長してきた痕跡を示
す下部構造を確認することができる。その中で結晶の中
央部を長さ方向に走っているのが、凝固の最も初期に形
成された主幹(例を図2の(b)の拡大図中に[P]で
示す。第1アームとも呼ばれる)である。この主幹の方
向はほぼ柱状晶の長さ方向と一致するので、本発明では
以下、主幹の方向を柱状晶の長さ方向と呼ぶことにす
る。遠心鋳造材で調べた柱状晶の長さ方向は、その結晶
が存在している円周方向の位置から円筒の中心に向かう
方向に対して、ほぼ±15度以内で一致していることが
確認できた。
In the course of the above examination, the lower structure in the columnar crystal on the cross section of the cylinder made by centrifugal casting was also investigated. When the above-mentioned corrosion is performed, it is possible to confirm a lower structure in the columnar crystal, which shows a trace of the crystal growing in a dendritic manner. Among them, running in the longitudinal direction in the central part of the crystal is the main trunk formed at the earliest stage of solidification (an example is indicated by [P] in an enlarged view of FIG. 2B). Also called). Since the direction of the main trunk substantially coincides with the length direction of the columnar crystal, the direction of the main trunk is hereinafter referred to as the length direction of the columnar crystal. It was confirmed that the length direction of the columnar crystals examined in the centrifugally cast material was approximately within ± 15 degrees from the circumferential position where the crystals exist to the direction toward the center of the cylinder. did it.

【0020】また、図3で得られた柱状晶率が高いほど
形状回復性能が優れたものとなる理由については、次の
ように考えられる。形状記憶効果の発現が結晶方位と関
係することは、この効果の発現メカニズムから考えて当
然のことである。つまり形状記憶処理の後に結晶を特定
の方向に変形する(〈110〉方向、正確には〈11
0〉方向から約4度だけずれているが、以下便宜上〈1
10〉方向と記述する)方が、他の方向に変形するより
大きな形状回復が得られるという顕著な異方性が存在す
る。この形状記憶効果の発現に有利な結晶方向は、柱状
晶の優先成長方向(〈100〉方向)と直交している。
そのため柱状晶が継手円筒の肉厚方向に向かって揃って
成長していると、拡径という円筒を円周方向に変形させ
る加工の際に、形状記憶効果発現のために有利な結晶方
向に変形する状態が必然的に実現できることになる。こ
のことが、柱状晶の多い円筒では平均値より高い形状記
憶性能の得られる原因と考えられる。これに対して自由
晶というのは結晶の方向がランダムのため平均的な性能
しか現れないから、両者を比べると柱状晶の方が優れた
性能を示すことになるものと考えられる。
The reason that the higher the columnar crystal ratio obtained in FIG. 3 is, the more excellent the shape recovery performance is, is considered as follows. It is natural that the appearance of the shape memory effect is related to the crystal orientation, considering the mechanism of the appearance of this effect. That is, after the shape memory processing, the crystal is deformed in a specific direction (<110> direction, more precisely <11
0> direction, it is shifted by about 4 degrees.
10> direction), there is a remarkable anisotropy that a greater shape recovery is obtained than deformation in other directions. The crystal direction which is advantageous for exhibiting the shape memory effect is orthogonal to the preferential growth direction (<100> direction) of the columnar crystal.
Therefore, if the columnar crystal grows uniformly in the thickness direction of the joint cylinder, it deforms in the crystal direction, which is advantageous for the shape memory effect, during the process of expanding the cylinder in the circumferential direction, which is called expanding the diameter. Will be realized inevitably. This is considered to be a cause of obtaining a shape memory performance higher than the average value in a cylinder having many columnar crystals. On the other hand, a free crystal shows only an average performance because the direction of the crystal is random, so it is considered that the columnar crystal shows superior performance when both are compared.

【0021】遠心鋳造法は、上述のように金属製金型と
高速回転させた状態で溶融した鉄素材を金型内部に注入
して凝固させる鋳造方法である。この場合凝固は金型と
の接触面から内側に向かって進行するので、柱状晶もこ
の方向に成長する。鋳造条件が適正であれば、柱状晶の
比率は高くなると同時にその方向も正しく円筒の中心に
揃ってくる。したがって、遠心鋳造で製作される継手用
円筒は、柱状晶率を高くするように製造すれば、優れた
形状記憶性能を持たせることができるのである。
The centrifugal casting method is a casting method in which a molten iron material is injected into a metal mold and solidified while being rotated at a high speed with a metal mold as described above. In this case, since the solidification proceeds inward from the contact surface with the mold, the columnar crystal also grows in this direction. If the casting conditions are appropriate, the ratio of columnar crystals will increase and the direction will be correctly aligned with the center of the cylinder. Therefore, if the joint cylinder manufactured by centrifugal casting is manufactured so as to have a high columnar crystal ratio, it can have excellent shape memory performance.

【0022】一方、遠心鋳造によらない鋳造方法に、例
えば砂型鋳造やロストワックスなどがある。遠心鋳造法
では溶鋼が金型と接触する外側のみから急速に冷却され
るのに対して、砂型鋳造法やロストワックス法では、砂
やワックスという熱伝導の低い型の中で、溶鋼は外面だ
けでなく内面も型と接触した状態で比較的ゆっくりと冷
却される。このため凝固時の柱状晶の方向も、遠心鋳造
の場合のように揃って肉厚の外側から内側に向かうきれ
いな形状にはなりにくい傾向がある。
On the other hand, casting methods that do not rely on centrifugal casting include, for example, sand casting and lost wax. In the centrifugal casting method, molten steel is rapidly cooled only from the outside where it comes into contact with the mold.In the sand casting method and lost wax method, however, the molten steel is only the outer surface in the low heat conduction type of sand or wax. However, the inner surface is also cooled relatively slowly in contact with the mold. For this reason, the direction of the columnar crystals at the time of solidification tends to be difficult to become a uniform shape from the outside to the inside with a uniform wall thickness as in the case of centrifugal casting.

【0023】柱状晶ではあってもその方向が望ましい方
向からずれてしまうと、形状記憶性能を向上させる効果
が期待できないのは上記のことから当然である。したが
って、このような鋳造法による場合には、円筒の中心に
向かって成長した柱状晶だけを問題にする必要がある。
この場合、円筒の中心に向かう方向と±15度以内で長
さ方向の一致する柱状晶に着目すれば、遠心鋳造の場合
と同じように形状回復量との関係が成立していることが
確認された。図4は円筒の横断面の一部分のマクロ組織
を模式的に示したものである。図の中で太線で囲まれた
個々の結晶の内、柱状晶についてはその方向(実際には
主幹の成長方向)を示す矢印を付してある。この矢印の
方向が、各結晶の位置する点から円筒の中心に向かう方
向に対して何度傾いているかを測定し、±15度以内で
一致している部分には斜線を入れて示した。この斜線部
分の柱状晶の面積が、横断面内の平均でどの程度の比率
かが、この場合に意味を持つ指標となる。
It is obvious from the above that the effect of improving the shape memory performance cannot be expected if the direction of the columnar crystal deviates from the desired direction even if it is a columnar crystal. Therefore, in the case of such a casting method, only columnar crystals grown toward the center of the cylinder need to be considered.
In this case, focusing on the columnar crystal whose length direction coincides with the direction toward the center of the cylinder within ± 15 degrees, it is confirmed that the relationship with the shape recovery amount is established as in the case of centrifugal casting. Was done. FIG. 4 schematically shows a macrostructure of a part of the cross section of the cylinder. Of the individual crystals surrounded by a thick line in the figure, an arrow indicating the direction of the columnar crystal (actually, the growth direction of the main trunk) is attached. The number of inclinations of the direction of the arrow with respect to the direction from the point where each crystal is located toward the center of the cylinder was measured, and the portion that matched within ± 15 degrees was indicated by oblique lines. In this case, the ratio of the area of the columnar crystals in the hatched portion on the average in the cross section is an index having meaning.

【0024】なお、柱状晶の方向というのは円筒の横断
面内でマクロ組織を観察した場合の方向を問題にしてお
り、縦断面については特に制約を設ける必要はない。横
断面で15度以上傾いた柱状晶は、その長さ方向に対し
て直角の方向に集積している形状記憶効果発現に有利な
方向も、円周方向から反れてしまうことになる。これに
対して縦断面で傾いている柱状晶の方は、その直角方向
が円周方向からずれる訳ではないので、特に問題にする
必要はないのである。
The direction of the columnar crystal is determined by the direction in which the macrostructure is observed in the cross section of the cylinder, and there is no particular restriction on the vertical section. A columnar crystal inclined at an angle of 15 degrees or more in a cross section also warps from the circumferential direction in a direction advantageous for the shape memory effect manifested in a direction perpendicular to the length direction. On the other hand, in the case of the columnar crystals which are inclined in the longitudinal section, the perpendicular direction does not deviate from the circumferential direction, so that there is no particular problem.

【0025】砂型鋳造材とロストワックス鋳造材を含め
て、溶体化熱処理の後に第1拡径(7.5%)→600
℃加熱→第2拡径(5%)→300℃加熱というトレー
ニング処理を含む工程を通してパイプ継手としての性能
評価を行った。第1拡径後と第2拡径後のいずれの時点
でも円筒は加熱によって内径収縮を起こすから、どちら
の段階の円筒もパイプ用継手として使用することができ
る。しかし、ここでは内径収縮率を少しでも高くする狙
いで、第1拡径の後にすぐ600℃加熱をして一旦形状
回復を起こさせている。この処理を経ることによって、
第2拡径後の形状記憶効果を高めることができるという
のがトレーニング処理の原理である。
After the solution heat treatment, including the sand casting material and the lost wax casting material, the first diameter expansion (7.5%) → 600
The performance as a pipe joint was evaluated through a process including a training process of heating at 200 ° C. → second diameter expansion (5%) → heating at 300 ° C. At any time after the first diameter expansion and after the second diameter expansion, the cylinder undergoes inner diameter shrinkage due to heating. Therefore, the cylinder at any stage can be used as a pipe joint. However, in order to increase the inner diameter shrinkage ratio even slightly, the shape is once recovered by heating at 600 ° C. immediately after the first diameter expansion. By going through this process,
The principle of the training process is that the shape memory effect after the second diameter expansion can be enhanced.

【0026】すなわち、このケースでは600℃加熱に
続く第2拡径までを行った状態でパイプ用継手として使
用することを想定しているが、ここでは円筒がこの状態
でどの程度の内径収縮率を持っているかを確認するため
に、パイプの締結はせずに、円筒を単独に加熱して内径
収縮率を測定している。このようにして調べた、最後の
300℃加熱での内径収縮率と、円筒横断面内の「円筒
の中心に向かう方向に対して長さ方向が±15度以内で
一致している柱状晶の面積率」との関係を示したのが図
5である。±15度以内の柱状晶の面積率は図4に示し
た方法で判定しているが、この因子を採用することによ
って、図3の場合よりも広い範囲に渡り、柱状晶率と形
状記憶効果との関係が確認された。形状記憶性能の優れ
た鉄系形状記憶合金継手を得るためには、このような方
向を持つ柱状晶率が50%以上、好ましくは70%以上
を占めていることが有効であることが示されている。
That is, in this case, it is assumed that the pipe is used as a pipe joint in a state where heating up to 600 ° C. and subsequent to the second diameter expansion are performed. In order to confirm whether or not the cylinder has a pipe, the cylinder is heated independently without fastening the pipe, and the inner diameter shrinkage is measured. The columnar crystal whose longitudinal direction is within ± 15 degrees with respect to the direction toward the center of the cylinder in the cross section of the cylinder and the inner diameter shrinkage rate at the last heating at 300 ° C. FIG. 5 shows the relationship with the “area ratio”. The area ratio of columnar crystals within ± 15 degrees is determined by the method shown in FIG. 4, but by adopting this factor, the columnar crystal ratio and the shape memory effect can be expanded over a wider range than in FIG. And the relationship was confirmed. It has been shown that in order to obtain an iron-based shape memory alloy joint having excellent shape memory performance, it is effective that the columnar crystal ratio having such a direction accounts for 50% or more, preferably 70% or more. ing.

【0027】本発明はこのような検討の結果に基づいて
なされたものである。また本発明は、例えば5%以下の
C,20〜40%のMn,3.5〜8%Si,必要に応
じて20%以下のCrまたは/及び10%以下のNiを
含み主体的残部がFeであるような鉄系形状記憶合金素
材に対して最も有効に適応できる。
The present invention has been made based on the results of such studies. Further, the present invention contains, for example, 5% or less of C, 20 to 40% of Mn, 3.5 to 8% of Si, and if necessary, 20% or less of Cr or / and 10% or less of Ni. It can be most effectively applied to an iron-based shape memory alloy material such as Fe.

【0028】[0028]

【実施例】(実施例1)耐食性を考慮して少量のCrを
添加したFe−Mn−Si系形状記憶合金(0.02%
C−5.92%Si−27.8%Mn−5.07%C
r)を遠心鋳造法で外径123mmφ、内径95mmφ、長
さ2650mmの円筒形状とし、これを長さ80mmずつに
分割した後で1150℃の焼鈍を施した。この短円筒の
中から鋳込み時のノズル側に最も近い部位と逆に最も遠
い部位に位置する二つの短円筒(前者を円筒A、後者を
円筒Bとする)を選び、内外面を機械加工して外径11
7.8mmφ、肉厚7.5mmに仕上げた。この状態で円筒
の両側の端面を3%ナイタール液(硝酸3%+メタノー
ルの混合液)で腐食してマクロ組織を現出させた。
(Example 1) Fe-Mn-Si based shape memory alloy (0.02%
C-5.92% Si-27.8% Mn-5.07% C
r) was formed into a cylindrical shape having an outer diameter of 123 mmφ, an inner diameter of 95 mmφ, and a length of 2650 mm by centrifugal casting, which was divided into lengths of 80 mm each, and then annealed at 1150 ° C. From these short cylinders, two short cylinders (the former is referred to as cylinder A and the latter as cylinder B) which are located at the farthest part from the part closest to the nozzle side during casting are selected, and the inner and outer surfaces are machined. Outside diameter 11
Finished to 7.8 mmφ and 7.5 mm thick. In this state, the end faces on both sides of the cylinder were corroded with a 3% nital solution (a mixed solution of 3% nitric acid and methanol) to reveal a macrostructure.

【0029】その結果、柱状晶率は、円筒Aでは、両端
面でそれぞれ90%と93%で平均92%、円筒Bで
は、両端面でそれぞれ43%と37%で平均40%であ
った。ついで、各々の円筒をコレット式金型を用いて室
温で内径を7.45%拡径し、次に300℃に加熱して
形状回復を起こさせたところ、柱状晶率が92%と高い
円筒Aでは内径収縮率が3.4%得られたのに対して、
柱状晶率の低い円筒Bでは内径収縮率は2.7%に留ま
った。
As a result, the columnar crystal ratio in the cylinder A was 90% and 93% on the both end faces, respectively, an average of 92%, and in the cylinder B, 43% and 37% on the both end faces, the average was 40%. Next, the inner diameter of each cylinder was increased by 7.45% at room temperature using a collet type mold, and then heated to 300 ° C. to recover the shape. The cylinder having a high columnar crystal ratio of 92% was obtained. In A, an inner diameter shrinkage rate of 3.4% was obtained,
In the cylinder B having a low columnar crystal ratio, the inner diameter shrinkage ratio was only 2.7%.

【0030】これらの形状記憶合金製短円筒は、上記の
300℃に加熱する前にパイプに差し込んでおけば、加
熱による内径の収縮によってパイプを締結するパイプ継
手として機能する。その場合にパイプをどの程度強く締
結できるかは、加熱時の継手の収縮能力によって変化す
るものであるが、その重要な収縮率が柱状晶率によって
支配されていることが確認できた。また、柱状晶率が高
いことが収縮率を高めることも確認できた。
If these short cylinders made of a shape memory alloy are inserted into a pipe before being heated to 300 ° C., they function as pipe joints for fastening the pipe by contraction of the inner diameter by heating. In this case, how strongly the pipe can be fastened depends on the shrinkage ability of the joint at the time of heating, and it has been confirmed that the important shrinkage rate is controlled by the columnar crystal rate. It was also confirmed that a high columnar crystal ratio increased the shrinkage ratio.

【0031】(実施例2)Fe−Mn−Si系形状記憶
合金(0.02%C−6.05%Si−32.1%M
n)をロストワックス法で外径64.7mmφ、内径5
6.0mmφ、長さ75mmの円筒形状に製作した。これを
1150℃で熱処理した後、まずマンドレルを使って
7.6%の第1拡径を行ってから600℃に加熱した時
の形状回復率を調べたところ、内径収縮率で3.2%が
得られた。次に、これに対して同じくマンドレル拡径法
で5.2%の第2拡径を行った。この状態で実施例1と
同じ方法でマクロ組織を現出させ、円筒両端面の柱状晶
の内その長さ方向が円筒の中心に向う方向に対して±1
5度以内のものを対象とする柱状晶率を調べたところ、
平均で60%であった。得られた円筒がパイプ用継手と
してどの程度の内径収縮能力があるかを確認するため、
パイプには差し込まない状態で300℃に加熱したとこ
ろ、3.8%の高い内径収縮率が得られ、継手として充
分な性能を具備していることが認められた。
Example 2 Fe--Mn--Si based shape memory alloy (0.02% C-6.05% Si-32.1% M
n) was obtained by the lost wax method with an outer diameter of 64.7 mmφ and an inner diameter of 5
It was manufactured in a cylindrical shape of 6.0 mmφ and 75 mm in length. After heat-treating this at 1150 ° C., the first diameter expansion of 7.6% was first performed using a mandrel, and then the shape recovery rate when heated to 600 ° C. was examined. was gotten. Next, a second diameter expansion of 5.2% was performed on the same by the mandrel diameter expansion method. In this state, a macrostructure was developed in the same manner as in Example 1, and the length direction of the columnar crystals on both end surfaces of the cylinder was ± 1 with respect to the direction toward the center of the cylinder.
When the columnar crystal ratio of those within 5 degrees was examined,
The average was 60%. In order to confirm how much the inner diameter of the obtained cylinder as a pipe joint has the ability to shrink,
When heated to 300 ° C. without being inserted into the pipe, a high inner diameter shrinkage of 3.8% was obtained, and it was recognized that the joint had sufficient performance.

【0032】(実施例3)Fe−Mn−Si系形状記憶
合金(0.01%C−6.41%Si−27.8%Mn
−4.93%Cr)を遠心鋳造法で外径271.0mm
φ、内径217.0mmφの円筒を製作し、これを長さ1
40mmに切断し、さらに外径241.6mmφ、内径23
5.6mmφに機械加工したものを、液圧拡径法によって
7.4%の第1拡径を実施し600℃に加熱、次に同じ
く液圧拡径法で5.2%の第2拡径を施した。得られた
円筒の両端面のマクロ組織を現出し、柱状晶率を調べ
た。それぞれの端面では87%と92%で平均90%と
いう高い柱状晶率であった。これをパイプに差し込まず
に300℃に加熱して内径収縮率を調べた結果、3.5
%という高い収縮率を持つことが確認された。
Example 3 Fe--Mn--Si Shape Memory Alloy (0.01% C-6.41% Si-27.8% Mn)
-4.93% Cr) by centrifugal casting method with an outer diameter of 271.0 mm
A cylinder with an inner diameter of 217.0 mmφ was manufactured and this was
Cut to 40mm, outer diameter 241.6mmφ, inner diameter 23
Machined to 5.6 mmφ, first expanded by 7.4% by hydraulic expansion, heated to 600 ° C, and then expanded by 5.2% by hydraulic expansion. Diameter applied. The macrostructure of both end surfaces of the obtained cylinder was revealed, and the columnar crystal ratio was examined. Each of the end faces had a high columnar crystal ratio of 87% and 92% with an average of 90%. As a result of examining the inner diameter shrinkage rate by heating this to 300 ° C. without inserting it into a pipe, 3.5
% Shrinkage was confirmed.

【0033】(比較例1)Fe−Mn−Si系形状記憶
合金(0.01%C−6.35%Si−27.9%Mn
−5.07%Cr)の8mm厚の熱延板を室温で外径24
1.6mmφの円筒状に曲げ成形し、TIG溶接によって
長さ140mmの形状記憶合金製円筒を製作した。この円
筒を実施例3と同様の方法で、第1拡径(7.5%)、
600℃加熱、第2拡径(5.2%)を行い、得られた
円筒両端面のマクロ組織を現出した。しかし、素材が熱
延厚板であるため、鋳造時に生じたはずの柱状晶は全く
残存しておらず、柱状晶率は0%であった。この第2拡
径後の円筒は、250Aサイズのパイプ用継手として使
用できるものであるが、パイプに差し込まずに300℃
に加熱して内径収縮率を調べたところ2.7%の収縮率
が得られたに過ぎなかった。
(Comparative Example 1) Fe-Mn-Si based shape memory alloy (0.01% C-6.35% Si-27.9% Mn
-5.07% Cr) 8 mm thick hot rolled sheet at room temperature with an outer diameter of 24 mm.
It was bent into a 1.6 mmφ cylindrical shape, and a 140 mm long shape memory alloy cylinder was manufactured by TIG welding. This cylinder was expanded in the same manner as in Example 3 to a first enlarged diameter (7.5%),
Heating was performed at 600 ° C. and a second diameter expansion (5.2%) was performed to reveal macrostructures on both end surfaces of the obtained cylinder. However, since the material was a hot-rolled thick plate, no columnar crystals that would have been produced at the time of casting remained, and the columnar crystal ratio was 0%. The cylinder after the second diameter expansion can be used as a joint for a pipe of 250 A size.
When the inner diameter shrinkage ratio was examined by heating to, only a shrinkage ratio of 2.7% was obtained.

【0034】[0034]

【発明の効果】鉄系形状記憶合金をパイプ用継手として
安定して使用できるためには、加熱による内径収縮能力
が大きいことが要求されるが、本発明に係る鉄系形状記
憶合金製パイプ用継手は、マクロ組織の中で柱状晶率に
一定の制限を設けることにより、実用的に有利な高性能
のパイプ用継手を安定して供給し得るようにしたもので
あり、その工業上の意義は極めて大きい。
In order to be able to use the iron-based shape memory alloy stably as a pipe joint, it is required that the inner diameter shrinkage ability by heating is large. The joint is designed to provide a stable supply of high-performance pipe joints that are practically advantageous by setting a certain limit on the columnar crystal ratio in the macrostructure. Is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】各種サイズの鉄系形状記憶合金製円筒の遠心鋳
造材及び板巻・溶接材における内径拡径率と内径収縮率
の関係を示す図。
FIG. 1 is a view showing a relationship between an inner diameter expansion ratio and an inner diameter shrinkage ratio in centrifugally cast materials and sheet-winding / welding materials of iron-based shape memory alloy cylinders of various sizes.

【図2】鉄系形状記憶合金製円筒の横断面マクロ組織に
おける結晶の形態を示す模式図で、(a)は自由晶、
(b)は柱状晶を示している。
FIGS. 2A and 2B are schematic diagrams showing a morphology of a crystal in a cross-sectional macrostructure of a cylinder made of an iron-based shape memory alloy, where FIG.
(B) shows a columnar crystal.

【図3】図1において拡径率が一定範囲のものを取り出
して、それらの柱状晶の面積率と内径収縮率の関係を示
す図。
FIG. 3 is a view showing the relationship between the area ratio of columnar crystals and the shrinkage ratio of the inner diameter, which are taken out of FIG.

【図4】鉄系形状記憶合金製円筒の横断面マクロ組織の
一部を模式的に示す図で、特に、柱状晶の円筒中心に向
かう方向とのなす角度に着目したものである。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a part of a macrostructure of a cross section of a cylinder made of an iron-based shape memory alloy, particularly focusing on an angle formed between a columnar crystal and a direction toward a cylinder center.

【図5】トレーニング処理を施した各種鋳造円筒材の内
径収縮率と柱状晶(その長さ方向が円筒中心に向かう方
向に対し±15度以内で一致している)の面積率との関
係を示す図。
FIG. 5 shows the relationship between the inner diameter shrinkage rate and the area ratio of columnar crystals (the length direction of which is within ± 15 degrees with respect to the direction toward the center of the cylinder) of various cast cylindrical materials subjected to training processing. FIG.

フロントページの続き (72)発明者 久保 紘 宮城県仙台市青葉区川内元支倉35番地川内 住宅11−204 (72)発明者 大塚 広明 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 丸山 忠克 東京都千代田区神田小川町2−3−13 M &Cビル4F 淡路産業株式会社東京支社 内 Fターム(参考) 3H013 AA02 FA01 Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Kubo 35-120 Kawachi Moto-Hasekura, Aoba-ku, Sendai-shi, Miyagi 11-204 Kawauchi Housing (72) Inventor Hiroaki Otsuka 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba Nippon Steel Corporation Technology Development In the headquarters (72) Inventor Tadakatsu Maruyama 2-3-13 M & C Building, Kanda Ogawacho, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Awaji Sangyo Co., Ltd. Tokyo Branch 3H013 AA02 FA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 遠心鋳造法により製作された鉄系形状記
憶合金製パイプ用継手であって、横断面内のマクロ組織
の中で、柱状晶が50%以上の面積を占めていることを
特徴とする鉄系形状記憶合金製パイプ用継手。
An iron-based shape memory alloy pipe joint manufactured by a centrifugal casting method, wherein columnar crystals occupy an area of 50% or more in a macrostructure in a cross section. For pipes made of iron-based shape memory alloy.
【請求項2】 横断面内のマクロ組織の中で、柱状晶の
長さ方向は、円筒の中心に向かう方向に対して、±15
度以内で一致している柱状晶が50%以上の面積を占め
ていることを特徴とする鉄系形状記憶合金製パイプ用継
手。
2. In the macrostructure in the cross section, the length direction of the columnar crystal is ± 15 with respect to the direction toward the center of the cylinder.
A pipe joint made of an iron-based shape memory alloy, characterized in that the columnar crystals that coincide within a degree occupy an area of 50% or more.
【請求項3】 拡径と加熱が繰り返し施されていること
を特徴とする請求項1又は2項記載の鉄系形状記憶合金
製パイプ用継手。
3. The joint for a pipe made of an iron-based shape memory alloy according to claim 1, wherein the diameter expansion and the heating are repeatedly performed.
【請求項4】 横断面内のマクロ組織の中で、柱状晶が
70%以上の面積を占めていることを特徴とする請求項
1〜3のいずれか1項項記載の鉄系形状記憶合金製パイ
プ用継手。
4. The iron-based shape memory alloy according to claim 1, wherein the columnar crystals occupy an area of 70% or more in the macrostructure in the cross section. Pipe fittings.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018186321A1 (en) 2017-04-04 2018-10-11 国立研究開発法人物質・材料研究機構 Fe-mn-si-based alloy casting material having excellent low-cycle fatigue properties

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KR20190137084A (en) 2017-04-04 2019-12-10 코쿠리츠켄큐카이하츠호징 붓시쯔 자이료 켄큐키코 Fe-Mn-Si alloy castings with excellent low cycle fatigue properties

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