JPH02270938A - 鉄基形状記憶合金及びその製造方法 - Google Patents
鉄基形状記憶合金及びその製造方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
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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Ｆ ｅ−Ｍｎ−３ｉ −Ｃｒ−系形状記憶合金
に関するもので、特に冷間加工性が優秀で熱処理を通じ
た組織強化に依って増進された形状記憶効果を持つ新規
の鉄基形状記憶合金及びその製造方法に関するものであ
る。
に関するもので、特に冷間加工性が優秀で熱処理を通じ
た組織強化に依って増進された形状記憶効果を持つ新規
の鉄基形状記憶合金及びその製造方法に関するものであ
る。
〈従来技術及び発明が解決しようとする課題〉−船釣に
形状記憶合金は低温状態で変形を加えた後、所定の臨界
温度以上に加熱した時に変態が起こりながら変形以前の
形状に戻る特性を持つ合金で、この様な合金自体の特性
を利用し油圧装置の配管ジヨイント、ロボット及び温度
制御素子等を始めとする諸産業分野に広範囲に活用され
ておりその適用分野は継続拡大されている。
形状記憶合金は低温状態で変形を加えた後、所定の臨界
温度以上に加熱した時に変態が起こりながら変形以前の
形状に戻る特性を持つ合金で、この様な合金自体の特性
を利用し油圧装置の配管ジヨイント、ロボット及び温度
制御素子等を始めとする諸産業分野に広範囲に活用され
ておりその適用分野は継続拡大されている。
この様々形状記憶合金の代表的な例としては、現在実用
化されているＴｔ−Ｎｉ形状記憶合金を挙げる事が出来
るが、このＴｉ−Ｎｉ形状記憶合金は延伸率、降伏強度
、引張強度及び靭性等の機械的性質が優秀である特性の
有る反面、その合金を成しているＴｉ及びＮｉの価格が
高価であり又その製造時真空溶解が要求され、機械加工
及び伸展等の常温加工が難しく通用範囲が制限されてい
るとの問題点があった。
化されているＴｔ−Ｎｉ形状記憶合金を挙げる事が出来
るが、このＴｉ−Ｎｉ形状記憶合金は延伸率、降伏強度
、引張強度及び靭性等の機械的性質が優秀である特性の
有る反面、その合金を成しているＴｉ及びＮｉの価格が
高価であり又その製造時真空溶解が要求され、機械加工
及び伸展等の常温加工が難しく通用範囲が制限されてい
るとの問題点があった。
従って、上記Ｔｉ−Ｎｉ形状記憶合金の代替用として価
格の低度な銅基離形状記憶合金が開発されているが、こ
の銅基離形状記憶合金はその強度及び延伸率等の機械的
性質と熱的安定面から既存のＴｉ−Ｎｉ形状記憶合金に
劣るだけで無く粒子の粗大化等に依る伸率低下及び時効
効果等の問題点がある。
格の低度な銅基離形状記憶合金が開発されているが、こ
の銅基離形状記憶合金はその強度及び延伸率等の機械的
性質と熱的安定面から既存のＴｉ−Ｎｉ形状記憶合金に
劣るだけで無く粒子の粗大化等に依る伸率低下及び時効
効果等の問題点がある。
一方、特開昭６１−２０１７６１号公報には、Ｆｅ−Ｍ
ｎ−３ｉ系合金としてＭｎ２０〜４０％、 Ｓｉ３．５
〜８％及び少量のＣｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ。
ｎ−３ｉ系合金としてＭｎ２０〜４０％、 Ｓｉ３．５
〜８％及び少量のＣｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ。
Ｃ，ＡＩ、Ｃｕと残余がＦｅから成る鉄基形状記憶合金
が開示されており、このＦｅ −Ｍｎ−３ｉ系合金は、
少量の添加元素に依って増進された形状記憶効果を現す
一方、製造工程が簡単で強度及び靭性が優秀であると知
られている。
が開示されており、このＦｅ −Ｍｎ−３ｉ系合金は、
少量の添加元素に依って増進された形状記憶効果を現す
一方、製造工程が簡単で強度及び靭性が優秀であると知
られている。
その上、従来のＴｉ−Ｎｉ形状記憶合金の最高使用温度
が１５０℃程度を現すのに比べこの鉄基形状記憶合金は
約３００℃の最高使用温度を示すことで実用温度での熱
的安定性が優秀であるとの長所がある。
が１５０℃程度を現すのに比べこの鉄基形状記憶合金は
約３００℃の最高使用温度を示すことで実用温度での熱
的安定性が優秀であるとの長所がある。
特に、このＦｅ−Ｍｎ−３ｉ系合金はその組成に於いて
Ｍｎ３０〜３２％であり、Ｓｉ６％付近の時最も優秀な
形状記憶効果を現すものと知られているが、この様な組
成では冷間加工性に悪影響を及ぼすＳｔを過剰に含有す
るに従い常温での断面収縮率が８％程度に過ぎ無く冷間
加工を殆ど不可能にする結果薄い板材とか線材の製作が
難しく、形状記憶効果の増進に必要な加工硬化を期待出
来ない問題点がある。
Ｍｎ３０〜３２％であり、Ｓｉ６％付近の時最も優秀な
形状記憶効果を現すものと知られているが、この様な組
成では冷間加工性に悪影響を及ぼすＳｔを過剰に含有す
るに従い常温での断面収縮率が８％程度に過ぎ無く冷間
加工を殆ど不可能にする結果薄い板材とか線材の製作が
難しく、形状記憶効果の増進に必要な加工硬化を期待出
来ない問題点がある。
本発明は上記従来の鉄基形状記憶合金が存している問題
点を改善する為のもので、良好な冷間加工性及び優秀な
形状記憶効果を持つ鉄基形状記憶合金及びその製造方法
を提供するにその目的がある。
点を改善する為のもので、良好な冷間加工性及び優秀な
形状記憶効果を持つ鉄基形状記憶合金及びその製造方法
を提供するにその目的がある。
〈課題を解決するための手段及び作用〉このため本発明
では、重量％でＭｎ１５〜２０％。
では、重量％でＭｎ１５〜２０％。
Ｓｉ３％以下、ＣｒｌＯ％以下と残余Ｆｅ及び不可避な
不純物の組成を有する鉄基形状記憶合金とした。
不純物の組成を有する鉄基形状記憶合金とした。
また、本発明の鉄基形状記憶合金を製造するに際し、重
量％でＭｎ１５〜２０％、Ｓｉ３％以下、 ＣｒｌＯ％
以下と残余Ｆｅ及び不可避な不純物から組成された合金
を冷間加工した後４００〜７００″Ｃで熱処理するよう
にした。
量％でＭｎ１５〜２０％、Ｓｉ３％以下、 ＣｒｌＯ％
以下と残余Ｆｅ及び不可避な不純物から組成された合金
を冷間加工した後４００〜７００″Ｃで熱処理するよう
にした。
即ち、本発明はＦｅ−Ｍｎ系を基本成分として少量のＳ
ｉとＣｒが添加された合金で、特に冷間加工を害するＳ
ｉの含量を低くする一方、冷間加工性の向上に寄与する
Ｃｒを添加し冷間加工性を増進させると共に冷間加工後
４００〜７００℃での熱処理を遂行するに従い組織内の
粒子微細化及びサブグレイン（Ｓｕｂｇｒａｉｎ）生成
を図り強化された組織を得る様に成るが、以後この強化
された組織は変形時転位の動きを妨害する為にその変形
がε→γの相変態に依ってだけ起こる様にし結果的に形
状記憶効果を増進させる様に成る。
ｉとＣｒが添加された合金で、特に冷間加工を害するＳ
ｉの含量を低くする一方、冷間加工性の向上に寄与する
Ｃｒを添加し冷間加工性を増進させると共に冷間加工後
４００〜７００℃での熱処理を遂行するに従い組織内の
粒子微細化及びサブグレイン（Ｓｕｂｇｒａｉｎ）生成
を図り強化された組織を得る様に成るが、以後この強化
された組織は変形時転位の動きを妨害する為にその変形
がε→γの相変態に依ってだけ起こる様にし結果的に形
状記憶効果を増進させる様に成る。
ここで、本発明合金の成分元素の限定理由は次の通りで
ある。
ある。
Ｍｎはオーステナイト安定化元素でその含有量が１５％
以上の場合凝力に依ってε相が導入されるものと知られ
ている。反面、Ｍｎの含有量が２０％を越えると形状記
憶能が減衰する。
以上の場合凝力に依ってε相が導入されるものと知られ
ている。反面、Ｍｎの含有量が２０％を越えると形状記
憶能が減衰する。
Ｓｉはγ→εの相変態を促進させる元素で形状記憶効果
の増進にとても有益な元素として知られているが、その
含有量が３％を超過する様に成れば組織中でＦｅ、Ｓｔ
等の金員間化合物を形成する様に成り冷間加工性を害す
る様に成るからその含有量を３％以下にする。
の増進にとても有益な元素として知られているが、その
含有量が３％を超過する様に成れば組織中でＦｅ、Ｓｔ
等の金員間化合物を形成する様に成り冷間加工性を害す
る様に成るからその含有量を３％以下にする。
Ｃｒはγ→εの相変態を容易にし冷間加工性と耐蝕性の
向上に寄与する有益な元素である反面、形状記憶効果面
では悪い影響を及ぼし、特に１０％を越えて含有する場
合高温加工性を害するがらｌ。
向上に寄与する有益な元素である反面、形状記憶効果面
では悪い影響を及ぼし、特に１０％を越えて含有する場
合高温加工性を害するがらｌ。
％以下に維持する。
〈実施例〉
本発明の実施例は次の通りである。
実施例
組成が各々相異なる合金を高周波誘導炉で真空溶解し鋳
塊を製作した後９５０℃で２時間均質化処理後０．８
ｔｍ及び４ｍｇ＋の厚さに熱間押延した。４ｆｆ１！ｌ
厚さの押延板材は更に常温で数次の中間焼鈍を行った後
、０．８ ｍｍの厚さに冷間押延した。熱延板材と冷延
板材共に０．８ Ｘ３．ＯＸ６０ｍｍの大きさに切断し
試片を製作し冷延板材は６００℃で２時間焼鈍を行った
。
塊を製作した後９５０℃で２時間均質化処理後０．８
ｔｍ及び４ｍｇ＋の厚さに熱間押延した。４ｆｆ１！ｌ
厚さの押延板材は更に常温で数次の中間焼鈍を行った後
、０．８ ｍｍの厚さに冷間押延した。熱延板材と冷延
板材共に０．８ Ｘ３．ＯＸ６０ｍｍの大きさに切断し
試片を製作し冷延板材は６００℃で２時間焼鈍を行った
。
下の表１はＭｎの含有量変化に伴う形状記憶能を示した
もので試片を４５°に変形させた後オーステナイト変態
終了温度（Ａ ｆ ）以上に加熱しその回復角度を測定
した。
もので試片を４５°に変形させた後オーステナイト変態
終了温度（Ａ ｆ ）以上に加熱しその回復角度を測定
した。
表１ 形状記憶能に及ぼすＭｎの影響
上の表１で明らかな様にＭｎの含量が２０％を越えると
形状記憶能が顕著に減少するのを知る事が出来る。
形状記憶能が顕著に減少するのを知る事が出来る。
次に、ＳｔとＣｒの添加に依る形状記憶能の変化を知る
為に冷延板材及び熱延板材試片を９０°に変形させた後
Ａｆ以上に加熱し回復する角度を測定した。
為に冷延板材及び熱延板材試片を９０°に変形させた後
Ａｆ以上に加熱し回復する角度を測定した。
ここでの本発明合金は冷間押延を遂行した後６００℃で
２時間焼鈍処理した試片であり、比較例合金は熱間加工
を行った試片である。
２時間焼鈍処理した試片であり、比較例合金は熱間加工
を行った試片である。
表２Ｓｉ、Ｃｒ添加に依る形状記憶能変化上の表２で明
らかな様に、冷間加工工程を経た本発明合金の形状記憶
能が熱間加工を行った従来の合金に比べ優秀であること
が判る。
らかな様に、冷間加工工程を経た本発明合金の形状記憶
能が熱間加工を行った従来の合金に比べ優秀であること
が判る。
一方、熱間加工を行った各試片に対し冷間加工性を測定
した所、その結果は下の表３の通りである。
した所、その結果は下の表３の通りである。
表３ 冷間加工性の比較結果
上の表３に現れた様にＣｒが含有される場合断面収縮率
が相当に大きくて冷間加工に依って強度が向上する結果
、表２での様にＣｒの含有した本発明合金の形状記憶能
が大きく増大されたのを知る事が出来る。
が相当に大きくて冷間加工に依って強度が向上する結果
、表２での様にＣｒの含有した本発明合金の形状記憶能
が大きく増大されたのを知る事が出来る。
〈発明の効果〉
以上説明したように本発明による鉄基形状記憶合金は、
高価元素の使用を排除するかその含量を最少化する事で
従来のＴｉ−Ｎｉ合金に比べその製造費用が低度である
だけで無く、特に従来の鉄基形状記憶合金に比べ形状記
憶能が優秀で冷間加工が可能であるから容易に薄い板材
とか線材を製造する事の出来る利点がある。
高価元素の使用を排除するかその含量を最少化する事で
従来のＴｉ−Ｎｉ合金に比べその製造費用が低度である
だけで無く、特に従来の鉄基形状記憶合金に比べ形状記
憶能が優秀で冷間加工が可能であるから容易に薄い板材
とか線材を製造する事の出来る利点がある。
特許出願人 韓国科学技術研究院
Claims (2)
- （１）重量％でＭｎ１５〜２０％、Ｓｉ３％以下、Ｃｒ
１０％以下と残余Ｆｅ及び不可避な不純物の組成を有す
ることを特徴とする鉄基形状記憶合金。 - （２）重量％でＭｎ１５〜２０％、Ｓｉ３％以下、Ｃｒ
１０％以下と残余Ｆｅ及び不可避な不純物から組成され
た合金を冷間加工した後４００〜７００℃で熱処理する
ことを特徴とする鉄基形状記憶合金の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KP257189 | 1989-03-02 | ||
| KR2571/1989 | 1989-03-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02270938A true JPH02270938A (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=19198152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2051603A Pending JPH02270938A (ja) | 1989-03-02 | 1990-03-02 | 鉄基形状記憶合金及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5032195A (ja) |
| JP (1) | JPH02270938A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2654748B1 (fr) * | 1989-11-22 | 1992-03-20 | Ugine Aciers | Alliage inoxydable a memoire de forme et procede d'elaboration d'un tel alliage. |
| CN1046969C (zh) * | 1994-07-19 | 1999-12-01 | 中国科学院金属研究所 | 具有记忆效应的铁锰硅合金的制造方法 |
| US6149742A (en) * | 1998-05-26 | 2000-11-21 | Lockheed Martin Corporation | Process for conditioning shape memory alloys |
| US6214289B1 (en) | 1999-09-16 | 2001-04-10 | U. T. Battelle | Iron-chromium-silicon alloys for high-temperature oxidation resistance |
| CN1128244C (zh) * | 2000-10-26 | 2003-11-19 | 艾默生电气（中国）投资有限公司 | 含Cr和N铁锰硅基形状记忆合金及其训练方法 |
| JP3950963B2 (ja) * | 2002-12-18 | 2007-08-01 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | ＮｂＣ添加Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金の加工熱処理法 |
| CN100395370C (zh) * | 2006-01-05 | 2008-06-18 | 同济大学 | 一种铁路用记忆合金鱼尾螺栓紧固件材料及其制备方法 |
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| JPS63216946A (ja) * | 1987-03-04 | 1988-09-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 形状記憶合金 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61201761A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-06 | Nippon Steel Corp | 形状記憶合金 |
-
1989
- 1989-12-29 US US07/458,900 patent/US5032195A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-03-02 JP JP2051603A patent/JPH02270938A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5032195A (en) | 1991-07-16 |
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