JPH02149651A - Ｔｉ―Ｎｉ系超弾性合金の製造方法 - Google Patents
Ｔｉ―Ｎｉ系超弾性合金の製造方法Info
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- JPH02149651A JPH02149651A JP18299588A JP18299588A JPH02149651A JP H02149651 A JPH02149651 A JP H02149651A JP 18299588 A JP18299588 A JP 18299588A JP 18299588 A JP18299588 A JP 18299588A JP H02149651 A JPH02149651 A JP H02149651A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超弾性特性のすぐれたＴ ｉ−Ｎ ｉ系超弾
性合金の製造方法に関するものである。
性合金の製造方法に関するものである。
熱弾性型のマルテンサイト変態を示すＴｉ−Ｎｉおよび
Ｔ ｉ−Ｎ ｉ−Ｘ （以下Ｔｉ−Ｎｉ系合金と記す）
は良好な超弾性効果と形状記憶効果を示すことが知られ
ており、こうした特性を利用した種々の応用品が開発さ
れている。
Ｔ ｉ−Ｎ ｉ−Ｘ （以下Ｔｉ−Ｎｉ系合金と記す）
は良好な超弾性効果と形状記憶効果を示すことが知られ
ており、こうした特性を利用した種々の応用品が開発さ
れている。
超弾性合金は永久変形を生じない限界応力が高いほど望
ましく、そのためには転位の動きを阻止し、すベリ変形
をできるだけ起さずに応力誘起マルテンサイト変態を進
行させることが、限界応力を上げるために有効である。
ましく、そのためには転位の動きを阻止し、すベリ変形
をできるだけ起さずに応力誘起マルテンサイト変態を進
行させることが、限界応力を上げるために有効である。
従来これを達成するために、特開昭５３−１６１７５３
号では、Ｔｉ、Ｎｉ系合金に冷間加工を加えて加工硬化
させ、さらに再結晶を起さない温度、たとえば４００℃
前後で時効処理を行なう方法、特公昭６１−５９３９０
号ではＮｉ過剰組成のＴ ｉ−Ｎ ｉ系合金を７００−
１１００℃の温度で溶体化処理した後、３００〜６００
℃の温度で時効処理する方法、また、特公昭６２−２０
２７号では、 ５００−１１００℃で溶体化処理、２０
０〜７００℃で時効処理の後、温間加工し、さらに必要
に応じて再結晶温度以下で加熱処理する方法などが提案
されている。
号では、Ｔｉ、Ｎｉ系合金に冷間加工を加えて加工硬化
させ、さらに再結晶を起さない温度、たとえば４００℃
前後で時効処理を行なう方法、特公昭６１−５９３９０
号ではＮｉ過剰組成のＴ ｉ−Ｎ ｉ系合金を７００−
１１００℃の温度で溶体化処理した後、３００〜６００
℃の温度で時効処理する方法、また、特公昭６２−２０
２７号では、 ５００−１１００℃で溶体化処理、２０
０〜７００℃で時効処理の後、温間加工し、さらに必要
に応じて再結晶温度以下で加熱処理する方法などが提案
されている。
しかし、これらの方法のうち、冷間加ニー時効処理する
方法では、冷間加工性が劣り、十分な冷間加工率を得る
ことが困難であること、さらに加工硬化するため複雑形
状部材の場合、複雑な形状に変形し、拘束させるのが困
難な欠点がある。また、２番目の溶体化処理−時効処理
による方法は転位の動きを阻止し、すべり変形の発生を
抑制させるだけの加工組織が十分でないため、高い限界
応力が得られない、また、溶体化処理、時効処理後、温
間加工を施す方法は、すぐれた超弾性特性が期待できる
ものの、複雑形状に記憶処理を行ない、これを超弾性部
材として使用しようとする場合、記憶処理によって所望
する形状が得られにくい問題がある。
方法では、冷間加工性が劣り、十分な冷間加工率を得る
ことが困難であること、さらに加工硬化するため複雑形
状部材の場合、複雑な形状に変形し、拘束させるのが困
難な欠点がある。また、２番目の溶体化処理−時効処理
による方法は転位の動きを阻止し、すべり変形の発生を
抑制させるだけの加工組織が十分でないため、高い限界
応力が得られない、また、溶体化処理、時効処理後、温
間加工を施す方法は、すぐれた超弾性特性が期待できる
ものの、複雑形状に記憶処理を行ない、これを超弾性部
材として使用しようとする場合、記憶処理によって所望
する形状が得られにくい問題がある。
本発明の目的は、単純形状はもとより複雑な形状を有し
、かつ高い限界応力の超弾性特性を兼備するＴｉ−Ｎｉ
系合金の製造方法を提供することである。
、かつ高い限界応力の超弾性特性を兼備するＴｉ−Ｎｉ
系合金の製造方法を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記問題点を解決するため種々検討した結果
なされたもので、その要旨は熱弾性型のマルテンサイト
変態を示すＴｉ−Ｎｉ系合金を７００〜１０００℃の温
度において、溶体化処理した後、冷間または温間で所望
する形状に拘束して、さらに拘束したままの状態で５０
０〜７００℃の温度に加熱・冷却し、引き続いて２５０
〜４５０℃の温度で時効処理することを特徴とするＴ
ｉ−Ｎ ｉ系超弾性合金の製造方法である。
なされたもので、その要旨は熱弾性型のマルテンサイト
変態を示すＴｉ−Ｎｉ系合金を７００〜１０００℃の温
度において、溶体化処理した後、冷間または温間で所望
する形状に拘束して、さらに拘束したままの状態で５０
０〜７００℃の温度に加熱・冷却し、引き続いて２５０
〜４５０℃の温度で時効処理することを特徴とするＴ
ｉ−Ｎ ｉ系超弾性合金の製造方法である。
次に本発明における処理条件の限定理由について述べる
。
。
溶体化処理温度については、７００℃未満においてはＴ
１Ｎｉの基地中にＴ１Ｎｉ、が十分固溶せず、後の時効
処理時に転位の動きを阻止するに十分なＴ ｉ Ｎ ｉ
３粒子の析出が得られない、また、１０００℃を越える
と表面酸化による損失や結晶粒の粗大化による脆化等の
弊害をまねくため、７００〜１０００℃の温度とする。
１Ｎｉの基地中にＴ１Ｎｉ、が十分固溶せず、後の時効
処理時に転位の動きを阻止するに十分なＴ ｉ Ｎ ｉ
３粒子の析出が得られない、また、１０００℃を越える
と表面酸化による損失や結晶粒の粗大化による脆化等の
弊害をまねくため、７００〜１０００℃の温度とする。
加熱後の冷却は速いほど望ましいが、小型材では空冷で
も特に問題はない。溶体化処理によって加工組織や加工
歪は解消され、比較的軟化状態となり、これを所望する
形状に変形させて拘束する。変形させるには冷間でも良
いが、被加工材が比較的太物あるいはＮｉ量が多い場合
には、複雑形状に変形させるのが困難なため、温間で実
施するのが実用的である。このように溶体化処理後、被
加工材を所望する形状に変形して拘束することによって
材料に歪を付与し、その後の時効処理で析出するＴ１Ｎ
ｉ、粒子とともに転位の動きを阻止し、すべり変形を抑
制させる効果がある。
も特に問題はない。溶体化処理によって加工組織や加工
歪は解消され、比較的軟化状態となり、これを所望する
形状に変形させて拘束する。変形させるには冷間でも良
いが、被加工材が比較的太物あるいはＮｉ量が多い場合
には、複雑形状に変形させるのが困難なため、温間で実
施するのが実用的である。このように溶体化処理後、被
加工材を所望する形状に変形して拘束することによって
材料に歪を付与し、その後の時効処理で析出するＴ１Ｎ
ｉ、粒子とともに転位の動きを阻止し、すべり変形を抑
制させる効果がある。
次に拘束したままの状態で加熱処理を行なうが、７００
℃を越えると変形した歪が消失してしまい、５００℃未
満では記憶させるべき形状が得られなくなるので５００
〜７００℃とする。引き続いて望ましくは拘束したまま
で時効処理を行なうが、４５０℃を越えると限界応力が
低下し、２５０℃未満ではＴ ｉ Ｎ ｉ、の析出が不
十分となり良好な超弾性特性が得られないため、２５０
〜４５０℃とする。
℃を越えると変形した歪が消失してしまい、５００℃未
満では記憶させるべき形状が得られなくなるので５００
〜７００℃とする。引き続いて望ましくは拘束したまま
で時効処理を行なうが、４５０℃を越えると限界応力が
低下し、２５０℃未満ではＴ ｉ Ｎ ｉ、の析出が不
十分となり良好な超弾性特性が得られないため、２５０
〜４５０℃とする。
なお、本発明の製造方法において、使用する合金はＴｉ
−Ｎｉの２元合金のみならず、超弾性特性や加工性を向
上させる目的でＴｉまたはＮｉの一部をＦ ｅ、 Ｍｎ
、 Ｃｏ、 Ｍｏ、 Ｃｕ、 Ｖ 、 ＮｂおよびＺｒ
などの元素の１種以上で置換することもできる。
−Ｎｉの２元合金のみならず、超弾性特性や加工性を向
上させる目的でＴｉまたはＮｉの一部をＦ ｅ、 Ｍｎ
、 Ｃｏ、 Ｍｏ、 Ｃｕ、 Ｖ 、 ＮｂおよびＺｒ
などの元素の１種以上で置換することもできる。
以下、本発明を実施例により説明する。
Ｔｉ−５０，８ａｔ％Ｎｉ組成よりなる合金を真空中高
周波誘導溶解した後、熱間鍛造および圧延により６１φ
の丸棒とし、さらに温間スェージングにより２．２ｍａ
＋φとしたのちζ冷間伸線により２ｍφの線材まで加工
した。この線材を用いて、試料Ａは本発明に基づき、８
００℃にて、１時間溶体化処理を行ない水冷したのち、
約２００℃で第１図に示すように中心距離２８．３ｍｍ
離れて交互にセットされた１８ｎｍφの丸棒に巻き付け
て戻らないように拘束したまま６５０℃で３０分間加熱
後空冷し、さらにそのまま３００℃で１時間加熱水冷し
た。
周波誘導溶解した後、熱間鍛造および圧延により６１φ
の丸棒とし、さらに温間スェージングにより２．２ｍａ
＋φとしたのちζ冷間伸線により２ｍφの線材まで加工
した。この線材を用いて、試料Ａは本発明に基づき、８
００℃にて、１時間溶体化処理を行ない水冷したのち、
約２００℃で第１図に示すように中心距離２８．３ｍｍ
離れて交互にセットされた１８ｎｍφの丸棒に巻き付け
て戻らないように拘束したまま６５０℃で３０分間加熱
後空冷し、さらにそのまま３００℃で１時間加熱水冷し
た。
また、以下比較材として試料Ｂは、２ｎφ線材をそのま
ま、同様に１８−φ丸棒に巻き付は拘束して４００℃で
１時間加熱後水冷した。
ま、同様に１８−φ丸棒に巻き付は拘束して４００℃で
１時間加熱後水冷した。
試料Ｃは、２ｎφ線材を同様に、丸棒に巻き付は拘束し
て８００℃にて１時間加熱後水冷し、そのままさらに４
００℃にて１時間加熱後水冷した。試料りは２＋ｍφ線
材を直線状態で８００℃で１時間加熱水冷し、さらに３
５０℃で１時間加熱、水冷したのち、約３５０℃で第１
図に示す丸棒に巻き付けた。
て８００℃にて１時間加熱後水冷し、そのままさらに４
００℃にて１時間加熱後水冷した。試料りは２＋ｍφ線
材を直線状態で８００℃で１時間加熱水冷し、さらに３
５０℃で１時間加熱、水冷したのち、約３５０℃で第１
図に示す丸棒に巻き付けた。
以上、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの試料を上記各処理を行なった後
、丸棒より取り外したところ、試料Ａ、試料Ｃは第１図
に示す所定サイズのジグザグばねができたが、試料Ｂ、
試料りは巻き戻ってしまい、所定のジグザグばねが得ら
れなかった。次に試料Ａ、試料Ｃについて、室温で第２
図に示すＡ、 Ｂの位置で矢印方向の力を加えたところ
、ＡＢ間をさらに１７ｎｍ伸ばすに要する力は、試料Ａ
の場合で２．１ｋｇ、試料Ｃでは１．５ｋｇであった。
、丸棒より取り外したところ、試料Ａ、試料Ｃは第１図
に示す所定サイズのジグザグばねができたが、試料Ｂ、
試料りは巻き戻ってしまい、所定のジグザグばねが得ら
れなかった。次に試料Ａ、試料Ｃについて、室温で第２
図に示すＡ、 Ｂの位置で矢印方向の力を加えたところ
、ＡＢ間をさらに１７ｎｍ伸ばすに要する力は、試料Ａ
の場合で２．１ｋｇ、試料Ｃでは１．５ｋｇであった。
このように試料Ａは試料Ｃに比較して１．４倍の高い限
界応力を示すことがわかった。また除荷後は両者とも元
の形状に復帰し、超弾性を有していることが確認された
。
界応力を示すことがわかった。また除荷後は両者とも元
の形状に復帰し、超弾性を有していることが確認された
。
実施例に述べたごとく、本発明の処理によるものは、従
来処理に比べて、高い限界応力の超弾性特性が得られ、
かつ複雑形状の場合にも適用できるので用途の拡大が可
能となり、工業的に多大な効果を有する。
来処理に比べて、高い限界応力の超弾性特性が得られ、
かつ複雑形状の場合にも適用できるので用途の拡大が可
能となり、工業的に多大な効果を有する。
第１図は、線材を記憶させる形状を示し、第２図は限界
応力を測定する試験片の形状を示す。
応力を測定する試験片の形状を示す。
Claims (1)
- １ 熱弾性型のマルテンサイト変態を示すＴｉ−Ｎｉ系
合金を７００〜１０００℃の温度において、溶体化処理
した後、冷間または温間で所望する形状に拘束して、さ
らに拘束したままの状態で５００〜７００℃の温度に加
熱・冷却し、引き続いて２５０〜４５０℃の温度で時効
処理することを特徴とするＴｉ−Ｎｉ系超弾性合金の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18299588A JPH02149651A (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | Ｔｉ―Ｎｉ系超弾性合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18299588A JPH02149651A (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | Ｔｉ―Ｎｉ系超弾性合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02149651A true JPH02149651A (ja) | 1990-06-08 |
Family
ID=16127915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18299588A Pending JPH02149651A (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | Ｔｉ―Ｎｉ系超弾性合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02149651A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6217567B1 (en) | 1997-03-06 | 2001-04-17 | Percusurge, Inc. | Hollow medical wires and methods of constructing same |
-
1988
- 1988-07-22 JP JP18299588A patent/JPH02149651A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6217567B1 (en) | 1997-03-06 | 2001-04-17 | Percusurge, Inc. | Hollow medical wires and methods of constructing same |
| US6375628B1 (en) | 1997-03-06 | 2002-04-23 | Medtronic Percusurge, Inc. | Hollow medical wires and methods of constructing same |
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