JPS61201724A - Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金の製造方法 - Google Patents
Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金の製造方法Info
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- JPS61201724A JPS61201724A JP4056085A JP4056085A JPS61201724A JP S61201724 A JPS61201724 A JP S61201724A JP 4056085 A JP4056085 A JP 4056085A JP 4056085 A JP4056085 A JP 4056085A JP S61201724 A JPS61201724 A JP S61201724A
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- JP
- Japan
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- shape memory
- cooled
- memory alloy
- alloy
- cooling
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-
- 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
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
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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、Ｆａ −Ｍｎ −８ｌ系形状記憶合金の創造
方法に関するものである。
方法に関するものである。
（従来の技術）
Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金は例えば日本金属学会
秋期大会一般講演概要集（１９８４年１０月）５５０頁
により知られている。
秋期大会一般講演概要集（１９８４年１０月）５５０頁
により知られている。
このＦｅ−Ｍｎ−８ｌ系形状記憶合金は室温で変形後Ａ
ｆ点（ｌ→ｒ変態終了温度）以上に加熱することによっ
てすぐれた形状記憶特性を示す。しかし、１０１の形状
記憶効果を示すまでには至っておらず、実用に供する場
合、さらに形状記憶特性を向上させれば応用範囲も拡大
されると考えられる。
ｆ点（ｌ→ｒ変態終了温度）以上に加熱することによっ
てすぐれた形状記憶特性を示す。しかし、１０１の形状
記憶効果を示すまでには至っておらず、実用に供する場
合、さらに形状記憶特性を向上させれば応用範囲も拡大
されると考えられる。
（発明が解決しようとする問題点）
さてＦｅ−Ｍｎ−８ｉ茶系形記憶合金は変形によってｒ
→ε変！ｌＩを生ぜしめ、それをε→ｒ変態の終了温度
以上に加熱することによってｒ→ε→ｒのサイクルで形
状記憶効果を得ている。この際６マルテンサイトで形状
記憶効果に寄与するのは応力によって誘起され几ある特
定の方位を持り７ｔｇであるがこれに対しＭｓ （１４
ｇ ）点が室温以上の場合、変形前にすでに６が生成し
てい′る。このｅは変形によって誘起されたものではな
いので６→ｒへの逆変態で必ずしももとの母相の状態に
は戻らないため、形状記憶効果には有害的にはたらく。
→ε変！ｌＩを生ぜしめ、それをε→ｒ変態の終了温度
以上に加熱することによってｒ→ε→ｒのサイクルで形
状記憶効果を得ている。この際６マルテンサイトで形状
記憶効果に寄与するのは応力によって誘起され几ある特
定の方位を持り７ｔｇであるがこれに対しＭｓ （１４
ｇ ）点が室温以上の場合、変形前にすでに６が生成し
てい′る。このｅは変形によって誘起されたものではな
いので６→ｒへの逆変態で必ずしももとの母相の状態に
は戻らないため、形状記憶効果には有害的にはたらく。
さてＭｎならびにＳｉ 、 Ｃｒ 、 Ｍｏなどの合金
元素添加量上適当に変化させればＭｎ点を室温以下にす
ることも可能であるが、室温での変形で７５係程度の形
状記憶を示す本発明の成分範囲のものでは室温ですでＫ
ｇεマルテンサイトみとめられる。これは、形状記憶能
のすぐれた合金は変形によってもまた冷却によってもｒ
−４８変態が生じやすいためと考えられる。しかし冷却
によりて生じたｅは形状記憶効果には有害と考えられる
ので、Ｃ相の量を低下させれば形状記憶特性が改善され
ると予想される− （問題点を解決するための手段） マルテンサイトの生成は合金の組成のみならず、その組
織や結晶粒度また冷却速度などに大きく依存することが
よく知られている。本発明が対象とする合金においても
熱処理および冷却速度を適切に制御すれば冷却中に生成
するεマルテンサイトの混入をある程度防ぐことが可能
と考え、種々の熱処理条件および冷却条件を変えて実験
し念ところ、室温で存在するＣ相の量を低下させること
が可能であることを確めた。
元素添加量上適当に変化させればＭｎ点を室温以下にす
ることも可能であるが、室温での変形で７５係程度の形
状記憶を示す本発明の成分範囲のものでは室温ですでＫ
ｇεマルテンサイトみとめられる。これは、形状記憶能
のすぐれた合金は変形によってもまた冷却によってもｒ
−４８変態が生じやすいためと考えられる。しかし冷却
によりて生じたｅは形状記憶効果には有害と考えられる
ので、Ｃ相の量を低下させれば形状記憶特性が改善され
ると予想される− （問題点を解決するための手段） マルテンサイトの生成は合金の組成のみならず、その組
織や結晶粒度また冷却速度などに大きく依存することが
よく知られている。本発明が対象とする合金においても
熱処理および冷却速度を適切に制御すれば冷却中に生成
するεマルテンサイトの混入をある程度防ぐことが可能
と考え、種々の熱処理条件および冷却条件を変えて実験
し念ところ、室温で存在するＣ相の量を低下させること
が可能であることを確めた。
本発明は以上の知児にもとづいてなされ文ものである。
すなわち本発明はＭｎ：２６〜３４％、Ｓｉ：４〜７ｉ
ｔ含有し、残部はＦ・および不可避不純物からなる形状
記憶合金、または前記成分に加えて１０％以下のＣｒ
、 Ｎｌ 、 Ｃｏ、２チ以下のＭｏ、１％以下のＣ、
ＡＡ 、 Ｃｕの１種または２種以上を含有し、残部は
Ｆ・および不可避不純物からなる形状記憶合金を、熱間
圧延後２０℃／分以下の冷却速度で冷却するか、ま九は
熱間圧延後の冷却途中のＭｅ点点上１８００℃以下温度
域で５分以上保持し比後冷却するか、あるいは熱間圧延
後冷却し、さらにＡ１点以上８００℃以下の温度域に再
加熱、焼鈍後冷却することによシ室温におけるＣ相の量
を低減することにより、形状記憶特性を改善することを
特徴とするものである。
ｔ含有し、残部はＦ・および不可避不純物からなる形状
記憶合金、または前記成分に加えて１０％以下のＣｒ
、 Ｎｌ 、 Ｃｏ、２チ以下のＭｏ、１％以下のＣ、
ＡＡ 、 Ｃｕの１種または２種以上を含有し、残部は
Ｆ・および不可避不純物からなる形状記憶合金を、熱間
圧延後２０℃／分以下の冷却速度で冷却するか、ま九は
熱間圧延後の冷却途中のＭｅ点点上１８００℃以下温度
域で５分以上保持し比後冷却するか、あるいは熱間圧延
後冷却し、さらにＡ１点以上８００℃以下の温度域に再
加熱、焼鈍後冷却することによシ室温におけるＣ相の量
を低減することにより、形状記憶特性を改善することを
特徴とするものである。
そこで先ず本発明における各成分の限定理由について説
明する。
明する。
先ずＭｎおよびＳｉ Ｋついて説明すると、Ｍｎおよび
Ｓｔ量を変化させることＫよりてＢ＋ｂ点を室温以下に
することが可能である。しかし室温における変形により
てｒ−４ｇ変態が生じ易いものは冷却によってもＣ相が
生じ易い、しかしながらＭｎ２６〜３４慢、Ｓｉ４〜７
％の範囲では形状記憶効果も大きく、しかも室温におけ
るＣ相の量も少い・従；で本発明においてはＭｎおよび
ｓｌの範囲を以上のものの組合せに限定した。
Ｓｔ量を変化させることＫよりてＢ＋ｂ点を室温以下に
することが可能である。しかし室温における変形により
てｒ−４ｇ変態が生じ易いものは冷却によってもＣ相が
生じ易い、しかしながらＭｎ２６〜３４慢、Ｓｉ４〜７
％の範囲では形状記憶効果も大きく、しかも室温におけ
るＣ相の量も少い・従；で本発明においてはＭｎおよび
ｓｌの範囲を以上のものの組合せに限定した。
Ｃｒ＃′ｉｒ−４ｇ変態を容易にし、形状記憶特性を向
上させるうえ、耐食性の向上にも役立つが１０％を越え
て添加すると、Ｓｔと低融点の金属間化合物をつ〈シ、
合金の溶製が不可能となる。
上させるうえ、耐食性の向上にも役立つが１０％を越え
て添加すると、Ｓｔと低融点の金属間化合物をつ〈シ、
合金の溶製が不可能となる。
Ｎ１は形状記憶特性を劣化させることなく靭性の向上に
寄与するが、これもまた１０％を越えて添加すると熱間
加工性が悪くなる。
寄与するが、これもまた１０％を越えて添加すると熱間
加工性が悪くなる。
Ｃｏは形状記憶特性を向上させ、熱間加工性も良好であ
るが、高価であり、また多量に添加しても効果が顕著で
はないのでその上限を１０１とした。
るが、高価であり、また多量に添加しても効果が顕著で
はないのでその上限を１０１とした。
Ｍｏは形状記憶特性を向上させるとともに耐熱性をも向
上させるが２Ｔｏｔ越えて添加すると熱間加工性が悪く
なシ、逆に形状記憶特性も劣化する。
上させるが２Ｔｏｔ越えて添加すると熱間加工性が悪く
なシ、逆に形状記憶特性も劣化する。
Ｃは形状記憶効果を向上させるが１％ｔ−越える添加で
は靭性が著しく劣化する。
は靭性が著しく劣化する。
紅は脱酸剤としてはたらくとともに、形状記憶効果を向
上させるが１％ｔ−越える添加では効果に変化がない。
上させるが１％ｔ−越える添加では効果に変化がない。
Ｃｕは形状記憶効果を劣化させることなく耐食性を向上
させるが、その添加は上限１％で十分である。
させるが、その添加は上限１％で十分である。
次に本発明における熱間圧延後の工程について説明する
。
。
本発明においては熱間圧延後、■２０℃／分以下の冷却
速度で徐冷する、■冷却途中（この冷却速度は特に制限
されない。） Ｍｅ点点上１８００℃以下温度域で５分
以上保持した後冷却する、■熱間圧延後、室温まで冷却
し死後、Ａ１点以上８００℃以下の温度域に再加熱し焼
鈍を行い冷却する、のいずれかの工程を実施するがこれ
らはいずれも室温におけるε相の量を低減し、形状記憶
特性を改善する友めに行うものである。
速度で徐冷する、■冷却途中（この冷却速度は特に制限
されない。） Ｍｅ点点上１８００℃以下温度域で５分
以上保持した後冷却する、■熱間圧延後、室温まで冷却
し死後、Ａ１点以上８００℃以下の温度域に再加熱し焼
鈍を行い冷却する、のいずれかの工程を実施するがこれ
らはいずれも室温におけるε相の量を低減し、形状記憶
特性を改善する友めに行うものである。
（実施例）
以下実施例について説明する。
第１表に合金の成分、製造方法および熱処理とそれに対
応した形状回復率およびＸ線回折法により定量したε相
の含有量を示す。なお形状回復率は、０．４Ｘ２Ｘ３０
（ＩＩＩ）の試験片を用い、室温で約９０°曲げ、４０
０℃に加熱してもどった角度の割合である。
応した形状回復率およびＸ線回折法により定量したε相
の含有量を示す。なお形状回復率は、０．４Ｘ２Ｘ３０
（ＩＩＩ）の試験片を用い、室温で約９０°曲げ、４０
０℃に加熱してもどった角度の割合である。
本発明によれば８相の量が低下し、それとともに形状回
復率が上昇することがわかる。
復率が上昇することがわかる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば安価でかつ形状記
憶効果のすぐれたＦ・−Ｍｎ−Ｓｉ系合金を容易に製造
することができ、しかもその使途範囲は極めて広い。
憶効果のすぐれたＦ・−Ｍｎ−Ｓｉ系合金を容易に製造
することができ、しかもその使途範囲は極めて広い。
第１図は本発明の製造工程を示す説明図である。
第１図
Claims (1)
- 重量％としてＭｎ２６〜３４％、Ｓｉ４〜７％を含有し
、残部はＦｅおよび不可避不純物からなる形状記憶合金
、または前記成分に加えて１０％以下のＣｒ、Ｎｉ、Ｃ
ｏ、２％以下のＭｏ、１％以下のＣ、Ａｔ、Ｃｕの１種
または２種以上を含有し、残部はＦｅおよび不可避不純
物からなる形状記憶合金を熱間圧延後、２０℃／分以下
の冷却速度で冷却するか、または熱間圧延後の冷却途中
のＭｓ点以上８００℃以下の温度域で５分以上保持した
後冷却するか、あるいは熱間圧延後冷却し、さらにＡｆ
点以上８００℃以下の温度域に再加熱、焼鈍後冷却する
ことにより、室温におけるε相の量を低減することを特
徴とするＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金の製造方法
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4056085A JPS61201724A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金の製造方法 |
| EP85306285A EP0176272B1 (en) | 1984-09-07 | 1985-09-04 | Shape memory alloy and method for producing the same |
| DE8585306285T DE3573932D1 (en) | 1984-09-07 | 1985-09-04 | Shape memory alloy and method for producing the same |
| US07/024,855 US4780154A (en) | 1984-09-07 | 1987-03-17 | Shape memory alloy and method for producing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4056085A JPS61201724A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61201724A true JPS61201724A (ja) | 1986-09-06 |
| JPH0158248B2 JPH0158248B2 (ja) | 1989-12-11 |
Family
ID=12583840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4056085A Granted JPS61201724A (ja) | 1984-09-07 | 1985-03-01 | Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系形状記憶合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61201724A (ja) |
-
1985
- 1985-03-01 JP JP4056085A patent/JPS61201724A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0158248B2 (ja) | 1989-12-11 |
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