JPS60234950A - 形状記憶効果および擬弾性効果を示すＦｅ−Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｏ合金とその製造法 - Google Patents
形状記憶効果および擬弾性効果を示すＦｅ−Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｏ合金とその製造法Info
- Publication number
- JPS60234950A JPS60234950A JP59090874A JP9087484A JPS60234950A JP S60234950 A JPS60234950 A JP S60234950A JP 59090874 A JP59090874 A JP 59090874A JP 9087484 A JP9087484 A JP 9087484A JP S60234950 A JPS60234950 A JP S60234950A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- shape memory
- martensite
- phenomenon
- effect
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
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
- C22C38/10—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt
- C22C38/105—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt containing Co and Ni
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/006—Resulting in heat recoverable alloys with a memory effect
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (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）
本発明は機能性金属材料、特に形状記憶現象および擬弾
性現象を示す金属材料に関するものである。
性現象を示す金属材料に関するものである。
Ｃ従来技術）
形状記憶合金はその特異な機能を利用して工業、工”ネ
ルギー、医学等種々の分野への応用の可能性があり、一
部実用化が試みられている。形状記憶現象および擬−性
現象は熱弾性マルテンサイト変態をおこす合金に現われ
るものであり、こわを示す金属材料としては主として非
鉄合金において多く見い出されている。具体的には、Ｔ
ｉ−４９〜５１原子％Ｎ１、Ｎｉ−ｓ ｅ 〜ａ ｓ原
子％Ａ／、０ｕ−ｓｓ 〜＋２ｄ量％Ｚｎ％０ｕ−１４
原子％ｉ −８〜４．５原子％Ｎ１、Ｃｕ −１５原子
％３ｎ 、 Ａｕ −４６〜５０原子％Ｏｄ、Ｉｎ−１
８〜２８原子％Ｔ／などがある。
ルギー、医学等種々の分野への応用の可能性があり、一
部実用化が試みられている。形状記憶現象および擬−性
現象は熱弾性マルテンサイト変態をおこす合金に現われ
るものであり、こわを示す金属材料としては主として非
鉄合金において多く見い出されている。具体的には、Ｔ
ｉ−４９〜５１原子％Ｎ１、Ｎｉ−ｓ ｅ 〜ａ ｓ原
子％Ａ／、０ｕ−ｓｓ 〜＋２ｄ量％Ｚｎ％０ｕ−１４
原子％ｉ −８〜４．５原子％Ｎ１、Ｃｕ −１５原子
％３ｎ 、 Ａｕ −４６〜５０原子％Ｏｄ、Ｉｎ−１
８〜２８原子％Ｔ／などがある。
一方、鉄合金ではＦｅ −２５原子％ＰｔとＦｅ −８
０原子％Ｐ（１で熱弾性マルテンサイトになり、完全な
形状記憶現象を示すことが知られている。
０原子％Ｐ（１で熱弾性マルテンサイトになり、完全な
形状記憶現象を示すことが知られている。
さらに、Ｆｅ −２８％Ｎｉ −１０％Ｃｏ −１０％
Ｔｉ合金を７００″Ｃで１分間時効することにより形状
記憶現象を示すという簡単な報告があるが、マルテンサ
イトの形態および性質との関係は明確ではない。また、
熱弾性マルテンサイトではないが、Ｆｅ−高Ｉｎ Ｋ合
金およびＦｅ −Ｏｒ −Ｎｉ系ステンレス鋼（例えば
１８−８ステンレス鋼）においてε−マルテンサイトが
生成する場合に、部分的で不完全な形状記憶現象を示す
ことが報告されている。しかしながら、これらε−マル
テンサイトによる鉄合金の形状記憶現象は不完全である
ので、応用の面で大きな制限がある。
Ｔｉ合金を７００″Ｃで１分間時効することにより形状
記憶現象を示すという簡単な報告があるが、マルテンサ
イトの形態および性質との関係は明確ではない。また、
熱弾性マルテンサイトではないが、Ｆｅ−高Ｉｎ Ｋ合
金およびＦｅ −Ｏｒ −Ｎｉ系ステンレス鋼（例えば
１８−８ステンレス鋼）においてε−マルテンサイトが
生成する場合に、部分的で不完全な形状記憶現象を示す
ことが報告されている。しかしながら、これらε−マル
テンサイトによる鉄合金の形状記憶現象は不完全である
ので、応用の面で大きな制限がある。
熱弾性マルテンサイトに由来する完全な形状記憶現象お
よび擬弾性現象は普通の金属材料にはない特異な性質で
あり、種々の分野での応用の可能性をもっており現在盛
んに応用研究がおこなわれ一部実用化されているが、実
用化に際しては金属材料という観点からみわけ次の８つ
の間胴点がある。つまり、溶解、加工、熱処理などの製
造上の問題、強度、延性、靭性、疲労寿命などの材質上
の問題および価格の問題がある。
よび擬弾性現象は普通の金属材料にはない特異な性質で
あり、種々の分野での応用の可能性をもっており現在盛
んに応用研究がおこなわれ一部実用化されているが、実
用化に際しては金属材料という観点からみわけ次の８つ
の間胴点がある。つまり、溶解、加工、熱処理などの製
造上の問題、強度、延性、靭性、疲労寿命などの材質上
の問題および価格の問題がある。
前述した形状記憶合金のうち、総合的に判断して実用化
に耐えうるちのとしてはＴｉ −ＮｉおよびＯｕ −Ｚ
ｎ 、 Ｏｕ −Ａ４− Ｎｉがあげられる。しかしこ
れらの合金も完全ではなく、それぞれ難点がある。すな
わちＴｉ −Ｎｉは材質上の性能は優れているが、製造
とくに溶解に特殊な技術を必要とし極めて高価であると
いう難点がある。一方、Ｃｕ基合金は比較的安価ではあ
るが、製造上とくに加工性が悪くまた材質的にも延性に
乏しく粒界破壊がおこりやすいという欠点を有しており
、この点を解決することがこの合金糸の実用化への最大
の課題となっている。
に耐えうるちのとしてはＴｉ −ＮｉおよびＯｕ −Ｚ
ｎ 、 Ｏｕ −Ａ４− Ｎｉがあげられる。しかしこ
れらの合金も完全ではなく、それぞれ難点がある。すな
わちＴｉ −Ｎｉは材質上の性能は優れているが、製造
とくに溶解に特殊な技術を必要とし極めて高価であると
いう難点がある。一方、Ｃｕ基合金は比較的安価ではあ
るが、製造上とくに加工性が悪くまた材質的にも延性に
乏しく粒界破壊がおこりやすいという欠点を有しており
、この点を解決することがこの合金糸の実用化への最大
の課題となっている。
それゆえ、上記合金以外で実用化に耐えうるより優れた
形状記憶合金の開発がなされるならば、その欅能を最大
限に発揮した応用の道も太きく開かれることが期待され
る。
形状記憶合金の開発がなされるならば、その欅能を最大
限に発揮した応用の道も太きく開かれることが期待され
る。
（発明の目的）
本発明は上述した不具合を解消して、新しい合金設計思
想のもとに比較的安価で、製造も容易で、材質的にも優
れた形状記憶合金とその製造法な提供し・ようとするも
のである。
想のもとに比較的安価で、製造も容易で、材質的にも優
れた形状記憶合金とその製造法な提供し・ようとするも
のである。
（発明の４１Ｆ６１
本発明の合金は、Ｎｉ１３２〜８４京量％、Ｔｉ−ａ〜
６ｉ！！１１％、Ｃ０１Ｏ〜１５重量呪、残１％ＦＢか
らなり、シンプレート・マルテンサイト構造を有するこ
とを特徴とするものである。
６ｉ！！１１％、Ｃ０１Ｏ〜１５重量呪、残１％ＦＢか
らなり、シンプレート・マルテンサイト構造を有するこ
とを特徴とするものである。
さらに本発明合金の製造法は、Ｎ１３２〜３４重量％、
Ｔｉ−ａ〜６重１％、００１０〜１５重１％を含み、残
部Ｆｅからなる合金を、９００〜１２００°Ｃに加熱し
て溶体化処理後、５００〜８００°Ｃで１００時間以下
の時効処理′？ｉ：施すことにより、冷却または応力付
加に対応してシンプレート・マルテンサイトを生成、さ
せることを特徴とするものである。
Ｔｉ−ａ〜６重１％、００１０〜１５重１％を含み、残
部Ｆｅからなる合金を、９００〜１２００°Ｃに加熱し
て溶体化処理後、５００〜８００°Ｃで１００時間以下
の時効処理′？ｉ：施すことにより、冷却または応力付
加に対応してシンプレート・マルテンサイトを生成、さ
せることを特徴とするものである。
以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
（実施例）
ます、本発明合金の構造上の特徴であるシンプレート・
マルテンサイトとその形状記憶現象、擬弾性現象につい
て簡単に説明する。シンプレート・マルテンサイトの特
徴は、完全双晶マルテンサイトであることおよび変態ひ
ずみによる応力が母相中では弾性変形によって緩和さね
塑性変形がおこらないことにある。このシンプレート書
マルテンサイトの生成に好ましい因子を列挙すると以下
のようになる。
マルテンサイトとその形状記憶現象、擬弾性現象につい
て簡単に説明する。シンプレート・マルテンサイトの特
徴は、完全双晶マルテンサイトであることおよび変態ひ
ずみによる応力が母相中では弾性変形によって緩和さね
塑性変形がおこらないことにある。このシンプレート書
マルテンサイトの生成に好ましい因子を列挙すると以下
のようになる。
（１）母相の強度（降伏強さ）が大きいこと、または剛
性率が小さいこと。いずれの場合も変態ひずみによる母
相の塑性変形がおこりにくくなる。
性率が小さいこと。いずれの場合も変態ひずみによる母
相の塑性変形がおこりにくくなる。
（２） 変態時の体積変化、変態シアー量が小さいこと
。いずれの場合も変態にともなう母相へのひずみが小さ
くなり塑性変形がおこりにくくなる。
。いずれの場合も変態にともなう母相へのひずみが小さ
くなり塑性変形がおこりにくくなる。
（３） マルテンサイトの正方晶率（ｔｅｔｒａｇｏｎ
ａｌｉｔｙ：Ｃ／ａ）が大きいこと。Ｃ／ ａが大きく
なるほどマルテンサイトの（１１２）双晶変形のシアー
量が小さくなり、双晶界面エネルギが低下する。これら
は、マルテンサイト島内での双晶の形成を容易にし密度
を大きくする作用がある。
ａｌｉｔｙ：Ｃ／ａ）が大きいこと。Ｃ／ ａが大きく
なるほどマルテンサイトの（１１２）双晶変形のシアー
量が小さくなり、双晶界面エネルギが低下する。これら
は、マルテンサイト島内での双晶の形成を容易にし密度
を大きくする作用がある。
またＣ ／ ａが大きいほど変態シアー量は小さくなり
、母相の塑性変形をおこりにくくなる。
、母相の塑性変形をおこりにくくなる。
（４） マルテンサイトの生成温度（Ｍ８点）が低いこ
と。ＭＳ点が低いほどマルテンサイト晶での双晶変形が
すべり変形に比べておこり易くなる。
と。ＭＳ点が低いほどマルテンサイト晶での双晶変形が
すべり変形に比べておこり易くなる。
また母材の強度も上昇し塑性変形しにくくなる。
次に、上述した因子を具える上記特定組成の本発明合金
の形状記憶現象と擬弾性現象について説明する。本発明
合金をある温度以下で変形？与えたのも（変形方法は曲
げ、引張り、圧縮など随意である）、Ａｆ点以下の温度
に加熱することにより、形状が変形前のものに復元する
形状記憶現象が現わわる。さらに熱処理条件によっては
ある温度範囲での変形時に大きな弾性変形を示す擬弾性
現象が現われる。第１図（ａ）〜（ｆ）は形状記憶現象
および擬弾性現東の出現条件Ｐｍ度一応力、温度−電気
抵抗の関係により示す図である。第１図において、Ｍ６
点、 Ｍｆ点はそれぞわ冷却したときにマルテンサイト
変態が開始および終了する温度であり、Ａｓ Ａ 、
Ａｆ点は加熱時にマルテンサイトが母相へもどる逆変態
の開始および終了温度である・またＭＳ 点は、母相の
すべり変形開始応力と応力誘起マルテンサイトの生成に
必要な応力が等しくなる温度であり、ｙ８′とＭｓの間
の温度では応力付加によって母相の塑性変形がおこらな
い状態でマルテンサイトが生成する。
の形状記憶現象と擬弾性現象について説明する。本発明
合金をある温度以下で変形？与えたのも（変形方法は曲
げ、引張り、圧縮など随意である）、Ａｆ点以下の温度
に加熱することにより、形状が変形前のものに復元する
形状記憶現象が現わわる。さらに熱処理条件によっては
ある温度範囲での変形時に大きな弾性変形を示す擬弾性
現象が現われる。第１図（ａ）〜（ｆ）は形状記憶現象
および擬弾性現東の出現条件Ｐｍ度一応力、温度−電気
抵抗の関係により示す図である。第１図において、Ｍ６
点、 Ｍｆ点はそれぞわ冷却したときにマルテンサイト
変態が開始および終了する温度であり、Ａｓ Ａ 、
Ａｆ点は加熱時にマルテンサイトが母相へもどる逆変態
の開始および終了温度である・またＭＳ 点は、母相の
すべり変形開始応力と応力誘起マルテンサイトの生成に
必要な応力が等しくなる温度であり、ｙ８′とＭｓの間
の温度では応力付加によって母相の塑性変形がおこらな
い状態でマルテンサイトが生成する。
本発明合金でのＭ８点、 Ｍｆ点やＡｓ点、Ａｆ点は合
金組成や時効条件によって複雑に変化するが、その相対
的位置関係は第１図（ａ）〜（ｆ）のようになる。生成
するマルテンサイトが熱弾性（シンプレート）マルテン
サイトである場合、各図中（１）で示した領域の温度お
よび応力で変形されたとき、Ａｆ点以上の加熱により逆
変態がおこり形状記憶現象を示す。各図中（２）の温度
領域で変形された場合、その温度での除荷重時に完全に
逆変態がおこり擬弾性現象を示す。さらに各図中（８）
の温度領域で変形された場合、その温度での除荷重時に
一部逆変態がおこり部分的な擬弾性現象を示し、その後
Ａ１点以上の加熱で形状記憶現象がおこる。
金組成や時効条件によって複雑に変化するが、その相対
的位置関係は第１図（ａ）〜（ｆ）のようになる。生成
するマルテンサイトが熱弾性（シンプレート）マルテン
サイトである場合、各図中（１）で示した領域の温度お
よび応力で変形されたとき、Ａｆ点以上の加熱により逆
変態がおこり形状記憶現象を示す。各図中（２）の温度
領域で変形された場合、その温度での除荷重時に完全に
逆変態がおこり擬弾性現象を示す。さらに各図中（８）
の温度領域で変形された場合、その温度での除荷重時に
一部逆変態がおこり部分的な擬弾性現象を示し、その後
Ａ１点以上の加熱で形状記憶現象がおこる。
以下、シンプレート・マルテンサイト構造を示す本発明
合金の実施例について説明する。まず、’ｆｅ 、 ｌ
ｉ 、 Ｔｉ 、 Ｃｏを混合して充分に攪拌金高周波
真空溶解により溶融し、Ｆｅ −８８，０４％Ｎｉ−８
，９４％Ｔｉ −１０，１７％Ｃｏ （重量％］合金を
得た。次にこの合金を１２００°Ｃで１時間溶体化処理
をした後、７００℃で１時間または５時間時効したもの
と比較のため時効しなかったものとの合計８種類の合金
を造り、厚さ０．２５簡の平たんな薄板試料を作製した
。これら８種類の試料な液体窒素温度（−１９６°Ｃ）
でＶ字型の型に押しつけて曲げ変形を施し、その後液体
窒業中で試料を型から取り出して室温まで昇温し、形状
記憶現象および擬弾性現象について調へた。
合金の実施例について説明する。まず、’ｆｅ 、 ｌ
ｉ 、 Ｔｉ 、 Ｃｏを混合して充分に攪拌金高周波
真空溶解により溶融し、Ｆｅ −８８，０４％Ｎｉ−８
，９４％Ｔｉ −１０，１７％Ｃｏ （重量％］合金を
得た。次にこの合金を１２００°Ｃで１時間溶体化処理
をした後、７００℃で１時間または５時間時効したもの
と比較のため時効しなかったものとの合計８種類の合金
を造り、厚さ０．２５簡の平たんな薄板試料を作製した
。これら８種類の試料な液体窒素温度（−１９６°Ｃ）
でＶ字型の型に押しつけて曲げ変形を施し、その後液体
窒業中で試料を型から取り出して室温まで昇温し、形状
記憶現象および擬弾性現象について調へた。
さらに、これらの試料に対して低温ステージ付光学顕微
鏡およびＸＪ１回折による観察を行ない、マルテンサイ
ト変態挙動を調べた。
鏡およびＸＪ１回折による観察を行ない、マルテンサイ
ト変態挙動を調べた。
第２図ｆａ）〜（ｉ）は、上述した８種類の試料に対し
て形状記憶現象および擬弾性現象について調べた結果を
示す図である。まず、時効処理を施さない溶体化材では
、変形径（第２図（ｂ））室温に昇温しても形状は曲が
ったままで何ら変化はおこらない（１１８２図Ｃ０））
。これは液体窒素温度での変形時にマルテンサイトが生
成せず、母相のすべりのみによって変形がおこったため
である０ ７００°Ｃ１時間時効材では第２図（ｅ）に示すように
、液体窒素温度で曲げ変形を与えても除荷重時のスプリ
ングバックが非常に大きく、はとんど塑性変形をしない
場合（第２図（ｂ））と比較すればその現象は明瞭であ
る。このように、見かけ上非常に大きな弾性変形がおこ
る擬弾性現象が認められる。この現象は変形時に応力誘
起マルテンサイトが生成し、除荷重時にそれらが逆変態
により消滅したためにおこる現象で、第１図（Ｃ）中↑
の位置が本時効材での液体窒素温度に対応する。なお、
大きな擬弾性ののち少し永久変形が残っているが、これ
は応力誘起マルテンサイトのうちごくわずかが逆変態せ
ずに残留したためである。
て形状記憶現象および擬弾性現象について調べた結果を
示す図である。まず、時効処理を施さない溶体化材では
、変形径（第２図（ｂ））室温に昇温しても形状は曲が
ったままで何ら変化はおこらない（１１８２図Ｃ０））
。これは液体窒素温度での変形時にマルテンサイトが生
成せず、母相のすべりのみによって変形がおこったため
である０ ７００°Ｃ１時間時効材では第２図（ｅ）に示すように
、液体窒素温度で曲げ変形を与えても除荷重時のスプリ
ングバックが非常に大きく、はとんど塑性変形をしない
場合（第２図（ｂ））と比較すればその現象は明瞭であ
る。このように、見かけ上非常に大きな弾性変形がおこ
る擬弾性現象が認められる。この現象は変形時に応力誘
起マルテンサイトが生成し、除荷重時にそれらが逆変態
により消滅したためにおこる現象で、第１図（Ｃ）中↑
の位置が本時効材での液体窒素温度に対応する。なお、
大きな擬弾性ののち少し永久変形が残っているが、これ
は応力誘起マルテンサイトのうちごくわずかが逆変態せ
ずに残留したためである。
７００℃５時間時効材では液体窒素温度での斐形後の曲
がりの角度は第ｊｌｖｌＪ（ｈ）に示したようであり、
溶体化材（第２図（ｂ））に比べて角度がやや小さくな
っており、若干の擬弾性現象か認めらねる。この試料Ｐ
室温まで昇温すると第２図（ｉ＋に示すように試料は真
直ぐになり、変形前の形状（第２図（ｇ））にほぼ回復
し、はぼ完全な形状記憶現象を示す。この５時間時効材
での液体窒素湿度は第１図（Ｃ１に字で示した位置に対
応し、変形時に生成したマルテンサイトのごく一部が除
荷重時に逆変態することによりわずかの擬弾性現象を示
し、Ａｆ点以上の加熱で残りのマルテンサイトが逆変態
するので大きな形状記憶現象を示すわけである。
がりの角度は第ｊｌｖｌＪ（ｈ）に示したようであり、
溶体化材（第２図（ｂ））に比べて角度がやや小さくな
っており、若干の擬弾性現象か認めらねる。この試料Ｐ
室温まで昇温すると第２図（ｉ＋に示すように試料は真
直ぐになり、変形前の形状（第２図（ｇ））にほぼ回復
し、はぼ完全な形状記憶現象を示す。この５時間時効材
での液体窒素湿度は第１図（Ｃ１に字で示した位置に対
応し、変形時に生成したマルテンサイトのごく一部が除
荷重時に逆変態することによりわずかの擬弾性現象を示
し、Ａｆ点以上の加熱で残りのマルテンサイトが逆変態
するので大きな形状記憶現象を示すわけである。
次に５時間時効を行なった試料に対して光学顕微鏡によ
って観察した結果を示す。第８図（ａｌ〜（ｅ）は、５
時間時効した試料（ＭＳ−−１２７”Ｃ、Ａｓ−−１，
５１”Ｃ％Ａｆ−−１２０℃）の−１００″Ｃ，−１４
０°Ｃ，−１６０℃、−１５０℃、−１８５°Ｃにおけ
る表面配状の金属組織像を示す図である。第８図からマ
ルテンサイトは冷却Ｇこより成長し、昇温によって収縮
して逆変態がおころ過程がよくわかる。また、この５時
間時効を行なった試料に対して低温Ｘ線回折を行なった
ところ、マルテンサイトはｂｃｔ＠造Ｌ ｃ ／ ａ
−１，１４１をもつことが確認された。
って観察した結果を示す。第８図（ａｌ〜（ｅ）は、５
時間時効した試料（ＭＳ−−１２７”Ｃ、Ａｓ−−１，
５１”Ｃ％Ａｆ−−１２０℃）の−１００″Ｃ，−１４
０°Ｃ，−１６０℃、−１５０℃、−１８５°Ｃにおけ
る表面配状の金属組織像を示す図である。第８図からマ
ルテンサイトは冷却Ｇこより成長し、昇温によって収縮
して逆変態がおころ過程がよくわかる。また、この５時
間時効を行なった試料に対して低温Ｘ線回折を行なった
ところ、マルテンサイトはｂｃｔ＠造Ｌ ｃ ／ ａ
−１，１４１をもつことが確認された。
上述した本発明合金の組成および熱処理により得られる
擬弾性現象は、Ｎ６点やＡｆ点の関俤上室温以下の低湿
で現われる。さらに、形状記憶現象も室温以下の温度で
の変形とその後の室温もしくは約４００°Ｃまでの加熱
によって現出する。なお、一部の試料で熱弾性マルテン
サイトが生成している温度ＣＭｓ点以下の温度）では、
防振能（高い減衰能）がきわめて大きいという特性を有
する。
擬弾性現象は、Ｎ６点やＡｆ点の関俤上室温以下の低湿
で現われる。さらに、形状記憶現象も室温以下の温度で
の変形とその後の室温もしくは約４００°Ｃまでの加熱
によって現出する。なお、一部の試料で熱弾性マルテン
サイトが生成している温度ＣＭｓ点以下の温度）では、
防振能（高い減衰能）がきわめて大きいという特性を有
する。
たとえは第２図に示したＦｅ −８８％Ｎｉ−４呪Ｔｉ
−Ｎｏ％ＱＯ合金の７００℃５時間時効材では、液体窒
素温度で試料を金属板に落下させても金属音をほとんど
発せず、優れた防振、防音能を有する。
−Ｎｏ％ＱＯ合金の７００℃５時間時効材では、液体窒
素温度で試料を金属板に落下させても金属音をほとんど
発せず、優れた防振、防音能を有する。
さらに、本発明の形状記憶合金はＨｓＩｆｆ点以下の低
温で曲げ変形した試料をＡｆ点以上に昇温し元の形状に
回復したものを、再度低温に冷却すると自然に再び試料
が曲がるという、いわゆる可逆的形状記憶現象を示す。
温で曲げ変形した試料をＡｆ点以上に昇温し元の形状に
回復したものを、再度低温に冷却すると自然に再び試料
が曲がるという、いわゆる可逆的形状記憶現象を示す。
この現象は冷却、加熱を何回繰り返しても現わわる。た
だしこの場合、形状の回復度は完全でなく部分的である
。
だしこの場合、形状の回復度は完全でなく部分的である
。
上述した実施例以外の特許請求の範囲内および範囲外の
組成、の試料についても同様の実験を行なった結果、Ｎ
ｉ ８２〜３４重散％、Ｔ１３〜６重飯％、００１０〜
１５事景％、残部Ｂ’ｅの範囲内ではシンプレート・マ
ルテンサイトヲ生成、するため形状Ｗｉ憤効果および擬
弾性効果を示すか、そね以外の組成の合金はシンプレー
ト・マルテンサイトを生成せずこわらの効果を示さない
ことがわかった。
組成、の試料についても同様の実験を行なった結果、Ｎ
ｉ ８２〜３４重散％、Ｔ１３〜６重飯％、００１０〜
１５事景％、残部Ｂ’ｅの範囲内ではシンプレート・マ
ルテンサイトヲ生成、するため形状Ｗｉ憤効果および擬
弾性効果を示すか、そね以外の組成の合金はシンプレー
ト・マルテンサイトを生成せずこわらの効果を示さない
ことがわかった。
ここでＮｉの添加はＮ８点を低くするのに効果かあり、
Ｔｉの添加は時効（オースエージ）により母相中に規則
析出相γ’ （Ｎｉ３Ｔｉ ］を均均一側に析出させる
ことにより、母相の強化、コヒーレント規則析出相によ
る母相の部分的な規則化の導入、マルテンサイトの正方
晶の出現に効果がある。またＣＯの添加は、母相のキュ
リ一点を上昇させＮ８点との差を太きくすることにより
変態体積変化を小すくシ、ざらに母相の剛性率を低下さ
せるのに効果がある。
Ｔｉの添加は時効（オースエージ）により母相中に規則
析出相γ’ （Ｎｉ３Ｔｉ ］を均均一側に析出させる
ことにより、母相の強化、コヒーレント規則析出相によ
る母相の部分的な規則化の導入、マルテンサイトの正方
晶の出現に効果がある。またＣＯの添加は、母相のキュ
リ一点を上昇させＮ８点との差を太きくすることにより
変態体積変化を小すくシ、ざらに母相の剛性率を低下さ
せるのに効果がある。
Ｃ発明の効果）
以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
のＦｅ −Ｎ１− Ｔｉ−ｃｏ金合金新規な組成の合金
であるとともに、鉄系合金であるため強度が高いこと、
製造が容易で加工性にも問題がないこと、比較的安価で
あることなど、総合的にみて従来の形状記憶合金にまさ
る実用的価値のある合金である。
のＦｅ −Ｎ１− Ｔｉ−ｃｏ金合金新規な組成の合金
であるとともに、鉄系合金であるため強度が高いこと、
製造が容易で加工性にも問題がないこと、比較的安価で
あることなど、総合的にみて従来の形状記憶合金にまさ
る実用的価値のある合金である。
また本合金の応用面としては、各種線め付けおよび接続
部品、温度制御用デバイスなど工業の各種分野に適用さ
れる可能性をもっている。さらに防振用材料（特に低温
用）としても有望である。
部品、温度制御用デバイスなど工業の各種分野に適用さ
れる可能性をもっている。さらに防振用材料（特に低温
用）としても有望である。
第１図［ａｌ〜（ｆ）は形状記憶現象および擬弾性現象
の出現条件を温度一応力、温度−電気抵抗の関係により
示す図、 第２図（ａｌ〜Ｃ土）は本発明合金および比較合金に対
して形状記憶現象および擬弾性現象について調べた結果
を示す図、 ・ 第８図（ａ）〜（ｅｌは７００℃で５時間時効した
試料の各温度における表面配状の金属組織を示す図であ
る。 特許出願人 京 都 大 学 長 第１図 蒲４μし処理 のまよ 准ｌ体だ６１＼ 第２図 １ ■生硯載示す ＠状記−＋＊、硯東１示す−１６０’ｃ
・ 手続補正書 昭和５９年６ 月１８ 日 １、事件の表示 昭和５９年 特 許 願第 ９０８７４号Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｔｉ−Ｃｏ合金とその製造法３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 京都大学長沢田敏男 ５゜ ６ 補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄お
よび図面１、明細書第７頁第１行の［おこりにくくなる
。」を［おこりにくくする。」に訂正し、 同頁第１Ｏ行の「以下Ｊを「以上」に訂正する。 ２、同第９頁第２行の「混合して充分に攪拌後」を削除
し、 同頁第５行の１次にこの合金を」を［次に熱間および冷
間圧延により、原さ０．２５ｍの平たんな薄板試料を作
製した。この試料を」に訂正し、同頁第７行の［したも
のと比較コを「したものと、比較」に訂正し、 同頁第８〜９行の「計８種・・・・・作製した。」を「
計８種類の試料を造った。」に訂正する。 ８同第１０頁第９〜ｌＯ行の「しない場合・・・・・で
ある。」を「しない（第２図（１））と比較すればその
現象は明瞭である）。」に訂正する。 ４図面中筒１図（Ｃ）を別紙の通りに訂正する。 第１図 （Ｃ） 手続補正書 昭和５９年 ７ 月５ 日 １、事件の表示 昭和５９年 特許願第９０８７４ 号 ｙｅ−Ｎｉ −Ｔ １− ｃｏ金合金ソノ製造法３、補
正をする者 事件上の関係 特許出願人 京都大学長 １、昭和５９年６月１８日提出の手続補正書簡２頁第７
行の「原さ０．２６關」を「厚さ０．２５鴎」と訂正す
る。
の出現条件を温度一応力、温度−電気抵抗の関係により
示す図、 第２図（ａｌ〜Ｃ土）は本発明合金および比較合金に対
して形状記憶現象および擬弾性現象について調べた結果
を示す図、 ・ 第８図（ａ）〜（ｅｌは７００℃で５時間時効した
試料の各温度における表面配状の金属組織を示す図であ
る。 特許出願人 京 都 大 学 長 第１図 蒲４μし処理 のまよ 准ｌ体だ６１＼ 第２図 １ ■生硯載示す ＠状記−＋＊、硯東１示す−１６０’ｃ
・ 手続補正書 昭和５９年６ 月１８ 日 １、事件の表示 昭和５９年 特 許 願第 ９０８７４号Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｔｉ−Ｃｏ合金とその製造法３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 京都大学長沢田敏男 ５゜ ６ 補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄お
よび図面１、明細書第７頁第１行の［おこりにくくなる
。」を［おこりにくくする。」に訂正し、 同頁第１Ｏ行の「以下Ｊを「以上」に訂正する。 ２、同第９頁第２行の「混合して充分に攪拌後」を削除
し、 同頁第５行の１次にこの合金を」を［次に熱間および冷
間圧延により、原さ０．２５ｍの平たんな薄板試料を作
製した。この試料を」に訂正し、同頁第７行の［したも
のと比較コを「したものと、比較」に訂正し、 同頁第８〜９行の「計８種・・・・・作製した。」を「
計８種類の試料を造った。」に訂正する。 ８同第１０頁第９〜ｌＯ行の「しない場合・・・・・で
ある。」を「しない（第２図（１））と比較すればその
現象は明瞭である）。」に訂正する。 ４図面中筒１図（Ｃ）を別紙の通りに訂正する。 第１図 （Ｃ） 手続補正書 昭和５９年 ７ 月５ 日 １、事件の表示 昭和５９年 特許願第９０８７４ 号 ｙｅ−Ｎｉ −Ｔ １− ｃｏ金合金ソノ製造法３、補
正をする者 事件上の関係 特許出願人 京都大学長 １、昭和５９年６月１８日提出の手続補正書簡２頁第７
行の「原さ０．２６關」を「厚さ０．２５鴎」と訂正す
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＬＮｉ８２〜８４重量％、Ｔ１８〜６重量擺、００１０
〜１５重量％、残部Ｂｒｅからなり、シンプレート・マ
ルテンサイト構造を有することを特徴とする形状記憶効
果および擬弾性効果を示すＦｅ −Ｎｉ −Ｔｉ −Ｃ
ｏ合金。 ＆Ｎｊ−３２〜８４重量％、Ｔ１８〜６重景重量Ｇｏ
１０〜１５重量％を含み、残部Ｆｅからなる合金を、９
００〜１２００℃に加熱して溶体化処理後、５００〜８
００℃で１００時間以下の時効処理を施すことにより、
冷却またハ応力付加に対応してシンプレート・マルテン
サイトを生成させることを特徴とする形状記憶効果およ
び擬弾性効果を示すＦｅ −Ｎｉ−Ｔｉ −Ｃｏ合金の
製造法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59090874A JPS60234950A (ja) | 1984-05-09 | 1984-05-09 | 形状記憶効果および擬弾性効果を示すＦｅ−Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｏ合金とその製造法 |
| EP85301737A EP0167221B1 (en) | 1984-05-09 | 1985-03-13 | Iron-nickel-titanium-cobalt alloy with shape memory effect and pseudo-elasticity, and method of producing the same |
| US06/711,810 US4586969A (en) | 1984-05-09 | 1985-03-14 | Fe-Ni-Ti-Co alloy with shape memory effect and pseudo-elasticity and method of producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59090874A JPS60234950A (ja) | 1984-05-09 | 1984-05-09 | 形状記憶効果および擬弾性効果を示すＦｅ−Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｏ合金とその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60234950A true JPS60234950A (ja) | 1985-11-21 |
| JPS6210291B2 JPS6210291B2 (ja) | 1987-03-05 |
Family
ID=14010639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59090874A Granted JPS60234950A (ja) | 1984-05-09 | 1984-05-09 | 形状記憶効果および擬弾性効果を示すＦｅ−Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｏ合金とその製造法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4586969A (ja) |
| EP (1) | EP0167221B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60234950A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022071774A (ja) * | 2020-10-28 | 2022-05-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 制振合金およびその製造方法 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5098305A (en) * | 1987-05-21 | 1992-03-24 | Cray Research, Inc. | Memory metal electrical connector |
| EP0453499A1 (en) * | 1989-01-13 | 1991-10-30 | Raychem Corporation | Assembly of electrically interconnected articles |
| US4909510A (en) * | 1989-02-03 | 1990-03-20 | Sahatjian Ronald A | Sports racquet netting |
| US5111829A (en) * | 1989-06-28 | 1992-05-12 | Boston Scientific Corporation | Steerable highly elongated guidewire |
| US5238004A (en) * | 1990-04-10 | 1993-08-24 | Boston Scientific Corporation | High elongation linear elastic guidewire |
| DE4120346A1 (de) * | 1991-06-19 | 1992-12-24 | Krupp Industrietech | Eisen-nickel-kobalt-titan-formgedaechtnislegierung und verfahren zu ihrer herstellung |
| DE4217031C2 (de) * | 1992-05-22 | 1994-04-28 | Dresden Ev Inst Festkoerper | Verfahren zur Einstellung des pseudoelastischen Effektes in Fe-Ni-Co-Ti-Legierungen |
| FR2758338B1 (fr) * | 1997-01-16 | 1999-04-09 | Memometal Ind | Procede de fabrication d'une piece superelastique en alliage de nickel et de titane |
| US6106642A (en) * | 1998-02-19 | 2000-08-22 | Boston Scientific Limited | Process for the improved ductility of nitinol |
| CA2289169A1 (en) * | 1998-11-11 | 2000-05-11 | Ogawa Spring Co., Ltd. | Stent, manufacturing method thereof and indwelling method thereof |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1401259A (en) * | 1973-05-04 | 1975-07-16 | Int Nickel Ltd | Low expansion alloys |
| US3954509A (en) * | 1974-05-02 | 1976-05-04 | The International Nickel Company, Inc. | Method of producing low expansion alloys |
| US4204887A (en) * | 1975-04-04 | 1980-05-27 | The Foundation: The Research Institute Of Electric And Magnetic Alloys | High damping capacity alloy |
| JPS5763655A (en) * | 1981-05-29 | 1982-04-17 | Univ Osaka | Beta-plus type electron compound alloy and solid solution iron alloy having property of repeatedly memorizing form, their manufacture and using method for them |
| JPS58157935A (ja) * | 1982-03-13 | 1983-09-20 | Hitachi Metals Ltd | 形状記憶合金 |
-
1984
- 1984-05-09 JP JP59090874A patent/JPS60234950A/ja active Granted
-
1985
- 1985-03-13 EP EP85301737A patent/EP0167221B1/en not_active Expired
- 1985-03-14 US US06/711,810 patent/US4586969A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022071774A (ja) * | 2020-10-28 | 2022-05-16 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 制振合金およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0167221A1 (en) | 1986-01-08 |
| JPS6210291B2 (ja) | 1987-03-05 |
| EP0167221B1 (en) | 1988-07-06 |
| US4586969A (en) | 1986-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhou et al. | Pseudo-elastic deformation behavior in a Ti/Mo-based alloy | |
| Jaffee | The physical metallurgy of titanium alloys | |
| KR100336957B1 (ko) | 석출경화금속합금 | |
| JP2001049371A (ja) | 振動吸収性能に優れたＡｌ−Ｚｎ合金およびその製造方法 | |
| JPH04154933A (ja) | 高強度高靭性アルミニウム合金の製造方法および合金素材 | |
| JPS60234950A (ja) | 形状記憶効果および擬弾性効果を示すＦｅ−Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｏ合金とその製造法 | |
| CN115011858B (zh) | 高强度高塑性CoCrNiAlTi多主元合金及其制备方法 | |
| Guo et al. | Evolution of microstructure and texture during recrystallization of the cold-swaged Ti-Nb-Ta-Zr-O alloy | |
| Liu et al. | Atomic force microscopy study on microstructural changes by'training'in Fe-Mn-Si-based shape memory alloys | |
| JP3827149B2 (ja) | チタン合金部材およびその製造方法 | |
| JP3542754B2 (ja) | 形状記憶合金 | |
| Hagihara et al. | Unusual dynamic precipitation softening induced by dislocation glide in biomedical beta-titanium alloys | |
| Matsunaga et al. | High strength Ti–Ni-based shape memory thin films | |
| Jin et al. | Mechanical properties of Fe-Cr-Co ductile permanent magnet alloys | |
| CN115478201B (zh) | 一种含双重有序相的CoNiV基中熵合金及其制备方法 | |
| Nakasuji et al. | New high strength titanium alloy Ti10% Zr for spectacle frames | |
| Nohira et al. | Effect of aging on isothermal ω/α ″growth and resulting mechanical behaviors of the Ti–Mo–Al high temperature shape memory alloys | |
| JPH08311587A (ja) | 超塑性Ｎｉ−Ｃｏ基合金およびその超塑性加工方法 | |
| JP2004115864A (ja) | 鉄基形状記憶合金 | |
| Wang et al. | The Superelastic Stability of Nanocrystalline Ni-51 At.% Ti Shape Memory Alloy | |
| CN112853230B (zh) | 一种低层错能面心立方结构高熵形状记忆合金及其制备方法 | |
| Qian et al. | Effects of Annealing on the Microstructures and Mechanical Properties of Cold-Rolled TB8 Alloy | |
| JPS61106746A (ja) | 鉄系形状記憶合金 | |
| Bo et al. | Novel Al-Sc-Ti-Zr multi-principal element alloys with outstanding mechanical properties | |
| CN117512423A (zh) | 一种CoCrFeNi基高熵合金及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |