JPS61201761A - 形状記憶合金 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高強度高靭性で形状記憶効果にすぐれ、必要な
場合には耐食性、熱間加工性を有するＦｅ　−Ｍｎ−８
ｉ系形状記憶合金に関するものである。

（従来の技術） 形状記憶現象を示す合金は、Ｔｌ−Ｎｉ合金を始め、銅
基合金、鉄基合金など数多く知られている。

（例えば「金属Ｊ１９８３年２月号１２頁）これらのう
ち例えば本出願人の出願に係る特願昭５９−１８７４０
３号に示されるＦｅ−Ｍｎ−８１合金は、通常の溶解圧
延方法によって製造してもすぐれた形状記憶特性を示す
。しかし１００％の形状記憶効果を示すには至っていな
い０ （発明が解決しようとする問題点） さてＦｅ−Ｍｎ−８１系合金は加工によってマルテンサ
イトが生じる温度（Ｍｄ点）以下、例えば室温で変形す
ると面心立方構造のオーステナイ）　（ｒ）母相が稠密
六方構造のマルテンサイト（ε）に変態する。

この後逆変態終了温度（Ａｆ点）以上に加熱、すると、
このεマルテンサイトかもとのγ母相に逆変態し形状記
憶効果を示す。この際変形によってεマルテンサイトの
みが生じればよいが、ｒ母相のすべり変形も同時に生じ
る。このγのすベクは加熱によっては回復不可能なひず
みのぶ因となり、Ｆｅ　−Ｍｎ−８ｉ系合金で形状回復
率が１００％とならない一因と考えられる。またＦｅ　
−Ｍｎ−８ｉ系合金では実用材料として用いる場合には
耐食性、耐熱性、靭性に問題がある。

（問題点を解決するための手段） Ｆｅ−Ｍｎ−８ｌ系合金の形状記憶効果を高めるために
はｒ−＋８変態の生じる応力を、ｒのすべり変形の生じ
る応力よりも相対的に低くなるようＫすればよい。ｒと
εはともに最稠密構造であシ、その構造のちがｂは積層
のちがいである。そこで積層欠陥エネルギーを低くすれ
ばｒ→ε変態が起こりやすいと考えられる。

積層欠陥エネルギーは合金元素添加の影響を大きくうけ
、ｒ鉄合金の場合、Ｃｒ、　Ｍｏ、　Ｃｏ、　Ｃの添加
でその値の低くなることが知られている。

そこで本発明者等はこれら合金元素を添加したところγ
→ε変態が容易となり、形状記憶特性が向上することを
見出した。またＣｕを少量添加すると形状記憶特性を劣
化させずに耐食性を向上させることが可能であシ、さら
ＫＮＩは形状記憶特性を劣化させずに靭性を向上させる
等々の知見を得た。

本発明はこのような知見に基づくものであって、重量ノ
ダーセントとして、Ｍｎ　２０〜４０％およびＳ１３．
５〜８１に加えて、１０ｔｓ以下（Ｄ　Ｃｒ＋　Ｎｌ＋
　Ｃｏ　。

２１以下（ＤＭｏ、　１　％以下ＯＣ，ｋｌ、　Ｃｕ　
Ｏ１［または２種以上を含有し、残部は実質的にＦｅよ
りなることを特徴とする形状記憶合金を要旨とするもの
である。すなわち本発明はＦｅ　−Ｍｎ−８ｌ系形状記
憶合金に種々の合金元素を添加することによシ形状記憶
特性の改善と、耐食性、耐熱性、高靭性を付与したこと
を特徴とするものである。

ここで本発明合金が含有する合金元素の量の限定理由に
ついて説明する。

Ｍｎは２０％以下では応力誘起によって６相の生成とと
もにα′相も導入され形状記憶効果を低下させる。また
逆にＭｎが４０％を越えるとｒが安定化され、γ→Ｃ変
態よりもγのすべり変形が優先的に生じるようになる。

Ｓｌはγ→ε変態を促進させる元素であるが、その充分
な効果は３．５チ以上の添加によって得られる。しかし
、Ｓｔを８％を越えて添加すると、合金の加工性および
成形性がそこなわれてしまう。

Ｃｒはｒ→ε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、Ｓｌと低融点の金属間化合物をつくり、合金の
溶製が不可能となる。

Ｎｌ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ｔ次１０％を越えて添加すると熱間加
工性が悪くなる。

Ｃｏは形状記憶効果を向上させ、熱間加工性も向上させ
るが高−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１０％とした。

Ｎｏは形状記憶効果を向上させるとともに耐熱性をも向
上させるが２％を越えて添加すると熱間加工性が悪くな
り、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％を越える添加では
靭性が著しく劣化する。

Ａｔ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％以上の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チで十分である。

（実施例） 以下に実施例を示す。

実施例 第１表に高濁波加熱大気炉を用いて溶製した合金の成分
を示す。これらは造塊後すべて１２５０〜１０５０℃で
１時間保持し、圧延によ、ｊ）１３ｍ厚の板材とし”ｔ
、０．５Ｘ１．５Ｘ３０ｍの板材を切り出し、室温で〜
４５°の曲げ変形を加え、Ａｆ点以上に加熱し次際の回
復角度を曲げ角度で除し次位で形状記憶効果の度合を判
定し表示した。また熱間成形性については１２００℃で
１時間加熱後、１３鴫迄圧延したスラブの表面性状など
から判断し、全く問題がない場合には○、やや難がある
場合にはΔ、割れなどが発生し次場合には×で示した。

また耐食性については２Ｘ１００Ｘ１００ｍｒの形状の
試験片を大気暴露を１年間行ない、Ｆａ−３０Ｍｎ−６
Ｓｉ合金の腐食量を１００として、５０〜１５０の場合
にはΔ、２０〜５０の場合には○、２０以下の場合には
◎とした。

この結果、本発明合金は形状記憶特性にすぐれ必要に応
じては耐食性を付与することも可能であることがわかる
。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は比較的安価な合金成分系を
用い、形状記憶性、耐食性、熱間加工性のすぐれ念形状
記憶合金を得ることができる。

手続補正書（自発） 昭和６０年１０月１８日 特許庁長官宇　賀　道　部　　殿 １、事件の表示 昭和６０年特許願第０４０５６１号 ２、発明の名称 形状記憶合金 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 東京都千代田区大手町二丁目６番３号 （６６５）新日本製鐵株弐會社 代表者　武　　１）　　　豊 ６　補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 明細書１頁下から３行「「金１ｌ１１９８３年２月号１
２頁）」を「「金属Ｊ　１９８３年３月号３８頁）」に
補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量パーセントとしてＭｎ２０〜４０％、Ｓｉ３．５〜
   ８％に加えて、１０％以下のＣｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、２％以
   下のＭｏ、１％以下のＣ、Ａｌ、Ｃｕの１種または２種
   以上を含有し残部は実質的にＦｅよりなることを特徴と
   する形状記憶合金。