JP2014218717A5

JP2014218717A5 -

Info

Publication number: JP2014218717A5
Application number: JP2013099996A
Authority: JP
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2033-05-10

Description

特許文献１では、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ−Ｎｉ合金を１０μｍ以下の超微細結晶粒組織に制御するものである。そして、特許文献１に記載されているＣｕ−Ａｌ−Ｍｎ−Ｎｉ合金ではＮｉ含有が必須であり、１０質量％までのＮｉ含有量を許容するものである。Ｎｉを含有することによって、結晶を微細化しても制震性を奏し、β単相（オーステナイト単相）への結晶配向の制御は容易となるが、焼き入れ性が低下する。ここで、焼き入れ性（あるいは焼入れ感受性）とは、焼入れ時の冷却速度と焼入れ直前の組織の焼入れ過程での安定性の関係をいい、具体的には焼入れ時の冷却速度が遅いと、α相が析出して超弾性特性に劣ることを焼入れ性が敏感であるという。Ｎｉ含有銅合金においては、より高温でα相が析出し始めるため、線径が太くなる等で冷却時間が多少長くなっただけでも焼き入れ性に劣り、良好な超弾性特性が得られないことが分かった。
特許文献２と特許文献３に記載されている銅系合金では、発現される形状記憶特性及び超弾性特性が安定性に欠け、これらの特性が安定しない点で、なお改良の余地があるレベルである。特許文献２においては、銅系合金の形状記憶特性及び超弾性特性を向上させるために、β単相への結晶配向を制御するとともに、平均結晶粒径を線材であれば線径の半分以上とし又は板材であれば板厚以上とし、かつ、そのような結晶粒径を有する領域を線材の全長又は板材の全面積の３０％以上とすることを提案している。また、特許文献３においては、銅系合金の形状記憶特性を向上させるとともに、構造物に適用可能な断面サイズが大きい銅系合金とするために、最大結晶粒径を８ｍｍ超とした巨大結晶粒組織とすることを提案している。しかし、特許文献２と特許文献３に記載の方法では、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ系合金における、所定の大きな結晶粒径を有する結晶粒の粒径分布の制御がなお不十分であって、形状記憶特性及び超弾性特性はまだ十分には安定しない。
このように、従来得られていた形状記憶銅系合金においては、所定の大きな結晶粒径を有する結晶粒の粒径分布の制御の超弾性特性への影響についての検討は不十分であり、超弾性特性の安定性、再現性にはなお乏しいものであった。

各工程の好ましい条件は次の通りである。
中間焼鈍［工程２−１］は、４００〜６００℃で１分〜１２０分とする。この中間焼鈍温度はこの範囲内でより低い温度とすることが好ましく、好ましくは４００〜５５０℃、さらに好ましくは４００〜５００℃、より好ましくは４００〜４５０℃とする。焼鈍時間は３０分〜１２０分が好ましく、試料サイズの影響を考慮してもφ２０ｍｍの丸棒ならば６０分で十分である。
冷間圧延又は冷間伸線［工程２−２］は加工率３０％以上とすることが好ましい。好ましくは４０％以上、さらに好ましくは４５％以上７５％以下、特に好ましくは４５％以上６０％以下の加工率である。ここで、加工率は次の式で定義される値である。
加工率（％）＝（Ａ_１−Ａ_２）／Ａ_１×１００
Ａ_１は冷間圧延もしくは冷間伸線前の断面積（ｍｍ^２）であり、Ａ_２は冷間圧延もしくは冷間伸線後の断面積（ｍｍ^２）である。

ｄ．焼入れ感受性
焼入れ感受性は、熱処理後にサンプルを冷却速度３００℃／秒で冷却した場合におけるα相の析出量をＳＥＭ像の画像解析による体積分率で評価した。
α相の体積分率が１０％以下を焼入れ感受性が優れるとして「◎」と示し、１０％を超える場合を焼入れ感受性が劣るとして「×」と示した。