JPS59179771A - 機能合金部材の使用方法 - Google Patents
機能合金部材の使用方法Info
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- JPS59179771A JPS59179771A JP5708383A JP5708383A JPS59179771A JP S59179771 A JPS59179771 A JP S59179771A JP 5708383 A JP5708383 A JP 5708383A JP 5708383 A JP5708383 A JP 5708383A JP S59179771 A JPS59179771 A JP S59179771A
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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】
発明の分野
この発明は、形状記憶効果、超弾性挙動あるいは防振効
果を有する＃４基機能合金部月の使用方法に関するもの
である。
果を有する＃４基機能合金部月の使用方法に関するもの
である。
先行技術の説明
Ｃｕ−Ａｌ１系ｉ能合金ｆ’ Ｃｕ Ａ ｕ −Ｎ
ｔ ｆｆｉ機能合金は、その原料費が安価でありかつ溶
解作業性や加工性も比較的良好であるので、銅系細面合
金のうちでは有望視されている。さらに、Ｃｕ −Ｚｎ
−Ａｎ系１類能合金のように溶解時にＺｎの蒸発による
組成のくずれがないので、組成（変態点）をコントロー
ルしやすいという利点がある。しかしながら、主に次の
ような欠点を有している。すなわち、その１つは、熱間
加工工程や形状記憶効果を付与する工程において、結晶
粒が粗大化して形状記憶特性が劣化することであり、他
の１つは、結晶粒の粗大化に伴ない耐疲労特性が劣化し
たり結晶粒界で割れやすくなることである。
ｔ ｆｆｉ機能合金は、その原料費が安価でありかつ溶
解作業性や加工性も比較的良好であるので、銅系細面合
金のうちでは有望視されている。さらに、Ｃｕ −Ｚｎ
−Ａｎ系１類能合金のように溶解時にＺｎの蒸発による
組成のくずれがないので、組成（変態点）をコントロー
ルしやすいという利点がある。しかしながら、主に次の
ような欠点を有している。すなわち、その１つは、熱間
加工工程や形状記憶効果を付与する工程において、結晶
粒が粗大化して形状記憶特性が劣化することであり、他
の１つは、結晶粒の粗大化に伴ない耐疲労特性が劣化し
たり結晶粒界で割れやすくなることである。
より汀線に記述する。銅基機能合金部材は、組成的に均
一であることが好ましい。そのために、高温で均一化焼
鈍処理を施プ工程、共析反応を生じない高温域での熱間
加工工程、さらに形状記憶効果付与のためのβ相１造か
らの焼入処Ｗ（β化処理）など高温加熱処理が多い。し
たがって、製造工程中に結晶粒が粗大化しゃすくなる。
一であることが好ましい。そのために、高温で均一化焼
鈍処理を施プ工程、共析反応を生じない高温域での熱間
加工工程、さらに形状記憶効果付与のためのβ相１造か
らの焼入処Ｗ（β化処理）など高温加熱処理が多い。し
たがって、製造工程中に結晶粒が粗大化しゃすくなる。
特に、Ｃｕ−ＡＯ，−Ｎｉ系機能合金においては、鋳造
時にｉＪ３いても柱状晶になりゃすく結晶粒は粗大化し
やすい。また、銅系機能合金は、結晶方位による弾性異
方性が大きく弾性歪を緩和するために結晶粒界で応ノコ
集中が生ずる。その上に、マルテンサイト変態の際には
、イの変態歪を緩和するために結晶粒界で応力集中が生
ずる。したがって、特に結晶粒が粗大化しているときに
は、これら結晶粒界にＪ３ける応力集中の影菅によって
、疲労寿命が短くなり疲労破壊やその他の破壊がこの結
晶粒界から生じやすくなる。Ｃｕ−Ａｐ−系機能合金や
Ｃｕ −Ａ、１−Ｎｉ系（幾能合金における粒界破壊は
、ＣＩＪ −Ｚｎ−Ａｐ−におけるよりも顕著である。
時にｉＪ３いても柱状晶になりゃすく結晶粒は粗大化し
やすい。また、銅系機能合金は、結晶方位による弾性異
方性が大きく弾性歪を緩和するために結晶粒界で応ノコ
集中が生ずる。その上に、マルテンサイト変態の際には
、イの変態歪を緩和するために結晶粒界で応力集中が生
ずる。したがって、特に結晶粒が粗大化しているときに
は、これら結晶粒界にＪ３ける応力集中の影菅によって
、疲労寿命が短くなり疲労破壊やその他の破壊がこの結
晶粒界から生じやすくなる。Ｃｕ−Ａｐ−系機能合金や
Ｃｕ −Ａ、１−Ｎｉ系（幾能合金における粒界破壊は
、ＣＩＪ −Ｚｎ−Ａｐ−におけるよりも顕著である。
また、一般にＱ能合金において、回ｊ）１可能な変形量
はｖｉ品構造の変化に由来づる形オフ：変（しによって
決定される。４なりも、結晶方位によって最大回復可能
変形曲が異なり、このことか前述１７だ変態歪の緩和に
よる粒界破壊の一因どなつでいる。
はｖｉ品構造の変化に由来づる形オフ：変（しによって
決定される。４なりも、結晶方位によって最大回復可能
変形曲が異なり、このことか前述１７だ変態歪の緩和に
よる粒界破壊の一因どなつでいる。
したがって、多結晶状態の部材て゛は、回復可能な変形
量は各結晶方位の平均となり、当然のことながら特定の
結晶方位によってｊｒＩられる最人凹（９可能変形徂よ
りも小さくなる。
量は各結晶方位の平均となり、当然のことながら特定の
結晶方位によってｊｒＩられる最人凹（９可能変形徂よ
りも小さくなる。
上述されたこれらの問題４．解決りるために、Ｃｕ −
Ａ Ｑ、Ｃｕ −ＡＵ、−Ｎｉ系機能名金にｄ３いて
は、微量元素を添加でることによって結晶粒を微細化す
ることなども試みられてさた。しかしながら、それにＪ
、って加工性の改善や￥ｉ界破壊の抑止においであるＦ
ｉ！廐の効果が見られるが、未だ疲労特性や回復可能変
形量の改だに、１３いて（よ満足される成果が１Ｓられ
Ｃいない、。
Ａ Ｑ、Ｃｕ −ＡＵ、−Ｎｉ系機能名金にｄ３いて
は、微量元素を添加でることによって結晶粒を微細化す
ることなども試みられてさた。しかしながら、それにＪ
、って加工性の改善や￥ｉ界破壊の抑止においであるＦ
ｉ！廐の効果が見られるが、未だ疲労特性や回復可能変
形量の改だに、１３いて（よ満足される成果が１Ｓられ
Ｃいない、。
さらに、パイプ状その他の復り１な形状の部材を作製す
るためには、従来切削加工が必要どされるなどの欠点も
あり、また高記加熱処ｊＩＦに伴なうａ化のために歩留
りが低（なったりするなどの欠点もあった。
るためには、従来切削加工が必要どされるなどの欠点も
あり、また高記加熱処ｊＩＦに伴なうａ化のために歩留
りが低（なったりするなどの欠点もあった。
発明の目的
この発明は、上述された欠点を解消するためになされた
ものであり、その主たる目的は、結晶粒界の存在による
疲労特性や回復可能変形量の劣化を防止または改善し得
る銅基機能合金部材についての最も適切な使用方法を提
供することである。
ものであり、その主たる目的は、結晶粒界の存在による
疲労特性や回復可能変形量の劣化を防止または改善し得
る銅基機能合金部材についての最も適切な使用方法を提
供することである。
また、上述の銅基機能合金部材は、好ましくは、その歩
留り率を向上させるために、溶湯から直接作られるよう
にされる。
留り率を向上させるために、溶湯から直接作られるよう
にされる。
発明の構成および効果
Ｃｕ−Ａｍ、Ｃｕ−ＡＱ、−Ｎｌ系機能合金においては
、ＤＯ８またはＬ２＋構造の母相と斜方晶２日構造のマ
ルテンサイト状態のマルテンサイト変態が存在するが、
いずれの場合においても、たとえば形状記憶効果を発現
するためにマルテンサイト相に変形を加える場合、Ｃｏ
ｏ １ ］の結晶方位が圧縮に対して回復可能変形量が
最大である。この発明は、この性質を有効に利用するも
のである。
、ＤＯ８またはＬ２＋構造の母相と斜方晶２日構造のマ
ルテンサイト状態のマルテンサイト変態が存在するが、
いずれの場合においても、たとえば形状記憶効果を発現
するためにマルテンサイト相に変形を加える場合、Ｃｏ
ｏ １ ］の結晶方位が圧縮に対して回復可能変形量が
最大である。この発明は、この性質を有効に利用するも
のである。
すなわち、この発明は、形状記憶効果、超弾性挙動また
は防１％効果を有する銅基機能合金部材を、主とし・て
［００１’ｌの結晶方位に沿って圧縮変形を与え、使用
に際してはその逆変態点以上の温度で形状回復させるこ
とを特徴とする、機能合金部材の使用方法であるっ一ヒ
述の銅基１能合金部材は、β黄銅型銅基台金単結晶子′
その組成か、０９〜１５ｍ６％のＡ ｐ−を含有し、残
部がＣｕよりなるもの、または ■９〜１５劃Ｉ６のＡ桑と１０則（イ）％以下のＮ１と
を含有し、残部がＣＬＩよりなるもの、である。
は防１％効果を有する銅基機能合金部材を、主とし・て
［００１’ｌの結晶方位に沿って圧縮変形を与え、使用
に際してはその逆変態点以上の温度で形状回復させるこ
とを特徴とする、機能合金部材の使用方法であるっ一ヒ
述の銅基１能合金部材は、β黄銅型銅基台金単結晶子′
その組成か、０９〜１５ｍ６％のＡ ｐ−を含有し、残
部がＣｕよりなるもの、または ■９〜１５劃Ｉ６のＡ桑と１０則（イ）％以下のＮ１と
を含有し、残部がＣＬＩよりなるもの、である。
上述された圧縮変形は、たとえば銅基機能合金部材につ
いて逆変態に伴なう形状記憶効果を発揮させようとする
場合には、その結晶構造がマルテンサイト状態であると
きに与えられるものであり、一方、銅基機能合金部材に
ついてたとえば超弾性挙動を発揮させようとする場合に
は、その結晶構造がオーステナイト状態であるときに与
えられる。
いて逆変態に伴なう形状記憶効果を発揮させようとする
場合には、その結晶構造がマルテンサイト状態であると
きに与えられるものであり、一方、銅基機能合金部材に
ついてたとえば超弾性挙動を発揮させようとする場合に
は、その結晶構造がオーステナイト状態であるときに与
えられる。
このような構成によって、上述された目的が達成される
。
。
この発明の実施に不可欠な銅が機能合金部材の合金組成
に関し、Ａ旦を９〜１５重量％の範囲内に限定したのは
、△Ｕがその範囲外であるならば高温においてもβ相構
造どはなり得ず形状記１へ効果を現出し冑ないからであ
る。
に関し、Ａ旦を９〜１５重量％の範囲内に限定したのは
、△Ｕがその範囲外であるならば高温においてもβ相構
造どはなり得ず形状記１へ効果を現出し冑ないからであ
る。
また、合金部材の強度を向上させる目的やまたは合金の
変Ｓ温度域をＩ［Ｉ１１御゛する目的で、Ｎｉが添加さ
れてもよい。このＮｉは合金の変態点を降Ｆさじる動き
を持つので、その含有量が多すぎるならばいたずらに変
態温度域が降下し、実用上意味がなくなる。したがって
、Ｎｉの含有量は１０重量％以下が望まし）い。
変Ｓ温度域をＩ［Ｉ１１御゛する目的で、Ｎｉが添加さ
れてもよい。このＮｉは合金の変態点を降Ｆさじる動き
を持つので、その含有量が多すぎるならばいたずらに変
態温度域が降下し、実用上意味がなくなる。したがって
、Ｎｉの含有量は１０重量％以下が望まし）い。
上述のいずれかの組成を持つ合金は、たとえばブリッジ
マン法や帯溶融法などの方法ににっで線、棒、板などの
中拮品部材とされる。そしてこの部材は、主に［００１
］の結晶方位に沿って圧縮変形が与えられる。これは、
前述したように、圧縮変形に対しては［００１］の結晶
方位における形状回復可能変形量が最大であることを考
慮したものである。
マン法や帯溶融法などの方法ににっで線、棒、板などの
中拮品部材とされる。そしてこの部材は、主に［００１
］の結晶方位に沿って圧縮変形が与えられる。これは、
前述したように、圧縮変形に対しては［００１］の結晶
方位における形状回復可能変形量が最大であることを考
慮したものである。
以上の楕成を漏えるこの発明によれは、銅基機能合金部
材には結晶粒界が存在せず、しかもＩｌｆ縮変形に苅し
ては形状回復可能変形ルか最大である［００１］の結晶
方位に泊って形状回復ｉすの形状に圧縮変形させるもの
であるので、従来の合金部材の使用方法に比へて、形状
回Ｉｔ形開／ａ−増人させることができ、また繰返しの
使用による＆刀限の低下や形状回復型の孔化を防止づる
ことが（°きる。８うに、β化処理中の結晶粒粗大化の
おそれヤ熱歪による割れのおそれも解消りる。
材には結晶粒界が存在せず、しかもＩｌｆ縮変形に苅し
ては形状回復可能変形ルか最大である［００１］の結晶
方位に泊って形状回復ｉすの形状に圧縮変形させるもの
であるので、従来の合金部材の使用方法に比へて、形状
回Ｉｔ形開／ａ−増人させることができ、また繰返しの
使用による＆刀限の低下や形状回復型の孔化を防止づる
ことが（°きる。８うに、β化処理中の結晶粒粗大化の
おそれヤ熱歪による割れのおそれも解消りる。
また、この発明に用いら′れ６創、ｉ 是ｍ能合金部材
【よ、好ましくは、たどλはツリソシマン法Ａ′１什溶
融法などの方法によっ” 、ｊ＆Ｍから直Ｊムｂｊ、社
、板状に作られるものであるので、従来のしＪｊΔ加工
法による合金部材に比Ｉ＼（、大幅に加工」−稈を省略
することができ、まｉζ従来見られた加熱に什なう酸化
や切削などによる歩留りのｉＬＬ Ｉ・し防止すること
ができる。ひいては、銅基様１走白金ム１；（Ａのコス
１−を低減劣ることかｔきる。
【よ、好ましくは、たどλはツリソシマン法Ａ′１什溶
融法などの方法によっ” 、ｊ＆Ｍから直Ｊムｂｊ、社
、板状に作られるものであるので、従来のしＪｊΔ加工
法による合金部材に比Ｉ＼（、大幅に加工」−稈を省略
することができ、まｉζ従来見られた加熱に什なう酸化
や切削などによる歩留りのｉＬＬ Ｉ・し防止すること
ができる。ひいては、銅基様１走白金ム１；（Ａのコス
１−を低減劣ることかｔきる。
上述のような特有の効果を奏するこの発明は、銅基機能
合金部材をたとえば各種アクチュエータとして使用し繰
返して形状記憶効果や超弾性挙動などを発揮させようと
する場合に、特に有効である。
合金部材をたとえば各種アクチュエータとして使用し繰
返して形状記憶効果や超弾性挙動などを発揮させようと
する場合に、特に有効である。
実施例
第１図を参照して説明する。種結晶を用いた高周波加熱
浮遊帯溶融法によって、長手方向が［００１］の結晶方
位となるようなＣｌ −１４，８Ｗ量％ＡＱ、合金単結
晶棒を得た。なお、第１図において、１は高周波コイル
、２は多結晶、３は溶融状態、４は単結晶、５は種結晶
を示す。前述の単結晶棒を、７５０ ’Ｃから水焼入し
た後、これを室温で座屈を生じさせないように７％圧縮
し、その後通電Ｊることによってこれを７０℃まで加熱
するとその形状は完全に回復した。
浮遊帯溶融法によって、長手方向が［００１］の結晶方
位となるようなＣｌ −１４，８Ｗ量％ＡＱ、合金単結
晶棒を得た。なお、第１図において、１は高周波コイル
、２は多結晶、３は溶融状態、４は単結晶、５は種結晶
を示す。前述の単結晶棒を、７５０ ’Ｃから水焼入し
た後、これを室温で座屈を生じさせないように７％圧縮
し、その後通電Ｊることによってこれを７０℃まで加熱
するとその形状は完全に回復した。
第１図はこの発明の詳細な説明するのに用いられる図で
あり、高周波加熱浮遊帯溶融法によって単結晶棒をいか
に得るかを示す図である。 第１図
あり、高周波加熱浮遊帯溶融法によって単結晶棒をいか
に得るかを示す図である。 第１図
Claims (3)
- （１） β黄銅型＃ｉ４基合金単結晶でその組成が、■
９〜１５重澁％のＡＵを含有し、残部がＣｕよりなるも
の、または ０９〜１５重量％のＡ監と１０重量％以下のＮｉとを含
有し、残部がＣＬＩよりなるもの、である銅基機能合金
部材を、主どしてｔｏｏｉ］の結晶方位に沿って圧縮変
形を与え、使用に際してはその逆変態点以上の温度で形
状回復させることを特徴とする、機能合金部材の使用方
法。 - （２） 前記銅基機能合金部材の結晶構造がマルテンサ
イト状態であるときに、前記圧縮変形が与えられる、特
許請求の範囲第１項記載の機能合金部材の使用方法。 - （３） ＃記銅基機能合金部材部材の結晶構造がオース
テナイト状態であるときに、前記圧縮変形が与えられる
、特許請求の範囲第１項記載の機能合金部材の使用方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5708383A JPS59179771A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 機能合金部材の使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5708383A JPS59179771A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 機能合金部材の使用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59179771A true JPS59179771A (ja) | 1984-10-12 |
Family
ID=13045586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5708383A Pending JPS59179771A (ja) | 1983-03-30 | 1983-03-30 | 機能合金部材の使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59179771A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6596102B2 (en) * | 2000-07-06 | 2003-07-22 | Toki Corporation Kabushiki Kaisha | Shape memory alloy and method of treating the same |
| WO2003052150A3 (de) * | 2001-12-19 | 2004-08-12 | Karlsruhe Forschzent | Superelastisches bauelement aus einer kupferlegierung und verfahren zum einprägen und konservieren einer krümmung vorgegebener geometrie |
| US7632361B2 (en) * | 2004-05-06 | 2009-12-15 | Tini Alloy Company | Single crystal shape memory alloy devices and methods |
| US9127338B2 (en) | 2007-12-03 | 2015-09-08 | Ormco Corporation | Hyperelastic shape setting devices and fabrication methods |
| US9340858B2 (en) | 2006-12-01 | 2016-05-17 | Ormco Corporation | Method of alloying reactive components |
| US9539372B2 (en) | 2007-11-30 | 2017-01-10 | Ormco Corporation | Biocompatible copper-based single-crystal shape memory alloys |
| US10124197B2 (en) | 2012-08-31 | 2018-11-13 | TiNi Allot Company | Fire sprinkler valve actuator |
| US10610620B2 (en) | 2007-07-30 | 2020-04-07 | Monarch Biosciences, Inc. | Method and devices for preventing restenosis in cardiovascular stents |
| US11040230B2 (en) | 2012-08-31 | 2021-06-22 | Tini Alloy Company | Fire sprinkler valve actuator |
-
1983
- 1983-03-30 JP JP5708383A patent/JPS59179771A/ja active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PROC.INTERNATIONAL CONF.SOLID-SOLID PHASE TRANSFORMATIONS,PITTSBURGH=1981 * |
Cited By (11)
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| US10190199B2 (en) | 2006-12-01 | 2019-01-29 | Ormco Corporation | Method of alloying reactive components |
| US10610620B2 (en) | 2007-07-30 | 2020-04-07 | Monarch Biosciences, Inc. | Method and devices for preventing restenosis in cardiovascular stents |
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