JPS61235528A - 超弾性Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金 - Google Patents
超弾性Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金Info
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- JPS61235528A JPS61235528A JP7515385A JP7515385A JPS61235528A JP S61235528 A JPS61235528 A JP S61235528A JP 7515385 A JP7515385 A JP 7515385A JP 7515385 A JP7515385 A JP 7515385A JP S61235528 A JPS61235528 A JP S61235528A
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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〕
本発明は超弾性Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金に関し、特に超弾
性Ｎ ｆ −７ｉ合金より広い温度範囲において完全な
超弾性を得たものである。
性Ｎ ｆ −７ｉ合金より広い温度範囲において完全な
超弾性を得たものである。
［従来の技術〕
一般に熱弾性型マルテンサイト変態を示す合金は超弾性
を示すことが知られており、Ｎ；とＴｉが原子比でｌ：
ｌの金属間化合物近傍の組成からなるＮｉとＴｉ合金は
、室温付近で熱弾性型マルテンサイト変態を起し、該変
態点以上の温度で超弾性を示す、この超弾性を利用して
現在種々の素子の実用化が進めちれ、用途によってはす
でに実用化されている。このような超弾性の利用には、
除荷後に完全に元の形状に復帰（残留歪が無い）するこ
とが必要不可欠な条件となっている。
を示すことが知られており、Ｎ；とＴｉが原子比でｌ：
ｌの金属間化合物近傍の組成からなるＮｉとＴｉ合金は
、室温付近で熱弾性型マルテンサイト変態を起し、該変
態点以上の温度で超弾性を示す、この超弾性を利用して
現在種々の素子の実用化が進めちれ、用途によってはす
でに実用化されている。このような超弾性の利用には、
除荷後に完全に元の形状に復帰（残留歪が無い）するこ
とが必要不可欠な条件となっている。
上記超弾性Ｎｉ−Ｔｉ合金は、冷間加工組織が十分に残
留する加熱処理条件を選ぶことに１ｇ より、冷却時に母肴から二段変態を生じ、その二層のう
ち高温側の相をＲ相、低温側の相をマルテンサイト相と
呼んでいる。超弾性Ｎｉ−Ｔｉ合金のＲ相への変態は、
通常の熱処理条件で組成にかかわらず、室温より高い温
乃 度で生ずるため、室温又は室温以下槽温度ではＲ相の状
態となっており、この状態で引張試験を行なうと、除荷
後に残留歪を生ずる。
留する加熱処理条件を選ぶことに１ｇ より、冷却時に母肴から二段変態を生じ、その二層のう
ち高温側の相をＲ相、低温側の相をマルテンサイト相と
呼んでいる。超弾性Ｎｉ−Ｔｉ合金のＲ相への変態は、
通常の熱処理条件で組成にかかわらず、室温より高い温
乃 度で生ずるため、室温又は室温以下槽温度ではＲ相の状
態となっており、この状態で引張試験を行なうと、除荷
後に残留歪を生ずる。
例えばＮ ｉ ５０．５ａｔ％、残部Ｔｉからなる直径
口 １、０＋ｓｍの冷間伸線講の室温における応力−歪曲線
は第４図に示すように除荷後に残留歪Ｅを生じる。また
同線材の５０°Ｃにおける応力−歪曲線は第５図に示す
ように除荷後完全に元の形状に復帰する超弾性となって
いる。
口 １、０＋ｓｍの冷間伸線講の室温における応力−歪曲線
は第４図に示すように除荷後に残留歪Ｅを生じる。また
同線材の５０°Ｃにおける応力−歪曲線は第５図に示す
ように除荷後完全に元の形状に復帰する超弾性となって
いる。
上記の如く超弾性Ｎ１−Ｔｉ合金により、完全な超弾性
を得るためにはＲ相の生ずる変態温度以上、即ち室温よ
り高い温度で使用する必要があり、Ｒ相の生ずる変態温
度より低い室温又は室温以下の温度では完全な超弾性を
得ることができず、これが超弾性を利用した各種素子の
実用化の大きな障害となっている。これを改善するには
、室温又は室温以下の温度で完全な超弾性が得られるよ
うに、Ｒ相変態を室温又は室温以下で起きるようにする
必要があり、その改善が強く望まれている。
を得るためにはＲ相の生ずる変態温度以上、即ち室温よ
り高い温度で使用する必要があり、Ｒ相の生ずる変態温
度より低い室温又は室温以下の温度では完全な超弾性を
得ることができず、これが超弾性を利用した各種素子の
実用化の大きな障害となっている。これを改善するには
、室温又は室温以下の温度で完全な超弾性が得られるよ
うに、Ｒ相変態を室温又は室温以下で起きるようにする
必要があり、その改善が強く望まれている。
ｒ問題点を解決するための手段〕
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、Ｃｒの微量添加に
よりＲ相への変態が大きく低温側に下がることを知見し
、更に検討の結果、超弾性Ｎｉ−Ｔｉ合金に比べてより
低い温度範囲でも完全な超弾性を示すＮ ｉ−Ｔ ｉ
−Ｃ？金合金開発したものである。即ち本発明は合金組
成を第１図に示すＮｉ、Ｔｉ及びＣｒからなる三元組成
図において。
よりＲ相への変態が大きく低温側に下がることを知見し
、更に検討の結果、超弾性Ｎｉ−Ｔｉ合金に比べてより
低い温度範囲でも完全な超弾性を示すＮ ｉ−Ｔ ｉ
−Ｃ？金合金開発したものである。即ち本発明は合金組
成を第１図に示すＮｉ、Ｔｉ及びＣｒからなる三元組成
図において。
Ｎｉ４８．２ａｔ％、 Ｔｉ５０．３ａｔ％、 Ｃ
ｒ１．５ａｔｌｔ−Ａ点Ｎｉ４Ｂ、９ａｔ％、 Ｔｉ
５１．０ａｔＸ、 ＣｒＯ，１ａｔｌｔ−８点Ｎｉ５
１．０ａｔ％、 Ｔｉ４Ｂ、９ａｔ％、 Ｏｒｏ、
１ａｔＸＩ ０点Ｎｉ５１．Ｏａｔ！、 Ｔ目？、５ａ
ｔ％、 Ｏｒｌ、５ａｔｚｔ−Ｄ点とすると、点Ａ、Ｂ
、Ｃ，Ｄを４頂点とする四辺形で囲まれた領域内とする
ことを特徴とするものである。
ｒ１．５ａｔｌｔ−Ａ点Ｎｉ４Ｂ、９ａｔ％、 Ｔｉ
５１．０ａｔＸ、 ＣｒＯ，１ａｔｌｔ−８点Ｎｉ５
１．０ａｔ％、 Ｔｉ４Ｂ、９ａｔ％、 Ｏｒｏ、
１ａｔＸＩ ０点Ｎｉ５１．Ｏａｔ！、 Ｔ目？、５ａ
ｔ％、 Ｏｒｌ、５ａｔｚｔ−Ｄ点とすると、点Ａ、Ｂ
、Ｃ，Ｄを４頂点とする四辺形で囲まれた領域内とする
ことを特徴とするものである。
本発明合金において、Ｃｒの添加はＲ相への変態温度を
室温又は室温以下に下げ、完全な超弾性の得られる温度
範囲を広げるためであり１合金組成を第１図に示すＮ
ｉ 、 Ｔ ｉ及びＣｒからなる三元組成図において、
上記点Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを４頂点とする四辺形で囲まれた
領域内と限定したのは、点Ｂと点Ｃを結ぶＢＣ線の外側
ではＲ相への変態温度の低下が不十分であり、また点Ａ
と点Ｂを結ぶＡＢ線、点Ｃと点りを結ぶＣＤ線及び点Ａ
と点りを結ぶＡＤ線の外側では、何れも冷間加工性の低
下が著しく、加工が困難となるためである。
室温又は室温以下に下げ、完全な超弾性の得られる温度
範囲を広げるためであり１合金組成を第１図に示すＮ
ｉ 、 Ｔ ｉ及びＣｒからなる三元組成図において、
上記点Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを４頂点とする四辺形で囲まれた
領域内と限定したのは、点Ｂと点Ｃを結ぶＢＣ線の外側
ではＲ相への変態温度の低下が不十分であり、また点Ａ
と点Ｂを結ぶＡＢ線、点Ｃと点りを結ぶＣＤ線及び点Ａ
と点りを結ぶＡＤ線の外側では、何れも冷間加工性の低
下が著しく、加工が困難となるためである。
実施例１
第１表に示す組成の超弾性Ｎｉ−Ｔｉ系合金からなる直
径１．Ｏａ＋ｍの冷間加工線材を４５０℃の温度で６０
分間熱処理した後、Ｒ相への変態温度を測定した。その
結果を第２図に示す。
径１．Ｏａ＋ｍの冷間加工線材を４５０℃の温度で６０
分間熱処理した後、Ｒ相への変態温度を測定した。その
結果を第２図に示す。
当面においてＭｓはＲ相変態の開始温度、ＭｆはＲ相変
態の終了温度を示す。
態の終了温度を示す。
第１表
組成（ａｔｅ）
合金別 Ｘｉ Ｔｉ Ｃｒ従来合
金 ５０．５ ４９．５ 一本発明合金
／／ ４９．４ ０．１／／ 、
／／ ４９ 、３ ０ 、２ｔｔ ｔ
ｔ ４ Ｂ 、 ２ ０ 、３ｔｔ
ｔｔ ４９ 、１ ０ 、４ｔｔ ｔ
ｔ ４９ 、 ＯＯ、５第１表及び第２図から明ら
かなように、Ｃｒの添加によりＲ相変態の開始、終了温
度が低下し、Ｃｒの添加量が０．１ａｔＸ未満では変態
点の降下はそれほどでもないが、０．ｌａｔ！以竿では
顕著な効果が認められる。
金 ５０．５ ４９．５ 一本発明合金
／／ ４９．４ ０．１／／ 、
／／ ４９ 、３ ０ 、２ｔｔ ｔ
ｔ ４ Ｂ 、 ２ ０ 、３ｔｔ
ｔｔ ４９ 、１ ０ 、４ｔｔ ｔ
ｔ ４９ 、 ＯＯ、５第１表及び第２図から明ら
かなように、Ｃｒの添加によりＲ相変態の開始、終了温
度が低下し、Ｃｒの添加量が０．１ａｔＸ未満では変態
点の降下はそれほどでもないが、０．ｌａｔ！以竿では
顕著な効果が認められる。
実施例２
第１図に示すＮｉ、Ｔｉ及びＣｒからなる組）八
成真において、
Ａ点（Ｎｉ４８．２ａｔ％、 Ｔｉ５０．３ａｔ％、
Ｃｒ１．５ａｔ＄）Ｂ点（Ｎｉ４Ｂ、９ａｔ％、 Ｔｉ
５１．Ｏａｔ＊、 ＣｒＯ，ＩａｔＸ）０点（Ｎｉ５１
．Ｑａｔ！、 Ｔｉ４８．８ａｔｔ、 ＣｒＱ、Ｉａｔ
Ｘ）Ｄ点（Ｎｉ５１．０ａｔ％、 Ｔｉ４７．５ａｔ％
、 Ｏｒｌ、５ａｔ＄）を４頂点とする四辺形で囲まれ
た領域内のａ。
Ｃｒ１．５ａｔ＄）Ｂ点（Ｎｉ４Ｂ、９ａｔ％、 Ｔｉ
５１．Ｏａｔ＊、 ＣｒＯ，ＩａｔＸ）０点（Ｎｉ５１
．Ｑａｔ！、 Ｔｉ４８．８ａｔｔ、 ＣｒＱ、Ｉａｔ
Ｘ）Ｄ点（Ｎｉ５１．０ａｔ％、 Ｔｉ４７．５ａｔ％
、 Ｏｒｌ、５ａｔ＄）を４頂点とする四辺形で囲まれ
た領域内のａ。
ｂ、ｃ、ｄ、 ｅの各点で示される組成の本発明合金か
らなる直径１．（１＋腫の冷間加工線材を４５０℃にお
いて引張試験を行なった。その結果例れも完全な超弾性
が得られた。その−例として０点で示めされる組成の本
発明合金の引張試験結果を第３図（イ）、（ロ）に示す
、またａ、ｂ、ｃ、ｄ、 ｅの各点で示される組成を第
２表に示す。
らなる直径１．（１＋腫の冷間加工線材を４５０℃にお
いて引張試験を行なった。その結果例れも完全な超弾性
が得られた。その−例として０点で示めされる組成の本
発明合金の引張試験結果を第３図（イ）、（ロ）に示す
、またａ、ｂ、ｃ、ｄ、 ｅの各点で示される組成を第
２表に示す。
第２表
組成 （ａｔｅ）
Ｎｉ Ｔｉ Ｏｒ
ａ点 ４９．０ ５０．５ ０．５ｂ／／
４９．８ ４９゜７０．５ｃ ｒｔ ５０．５
４１３．０ ０．５ｄ ／／ ４９．０ ５
０．０ １．Ｏｅ ｔｔ ５０．０ ４９．０
１．０ろ 第量図（イ）、（ロ）に示す本発明合金の試験結果と第
４図及び第５図に示す従来の超弾性Ｎｉ−Ｔｉ合金の試
験結果を比較すれば明らかなように、本発明合金の超弾
性利用の温度域が著しく広げられていることが判る。
４９．８ ４９゜７０．５ｃ ｒｔ ５０．５
４１３．０ ０．５ｄ ／／ ４９．０ ５
０．０ １．Ｏｅ ｔｔ ５０．０ ４９．０
１．０ろ 第量図（イ）、（ロ）に示す本発明合金の試験結果と第
４図及び第５図に示す従来の超弾性Ｎｉ−Ｔｉ合金の試
験結果を比較すれば明らかなように、本発明合金の超弾
性利用の温度域が著しく広げられていることが判る。
このように本発明によれば、Ｃ「の微量添加によりＲ相
変態におけるＭＳ及びにｆを降下し。
変態におけるＭＳ及びにｆを降下し。
完全な超弾性の得られる温度域を著しく広げることがで
きるもので、超弾性を利用する各種素子の実用化におけ
る障害を排除することができる顕著な効果を奏するもの
である。
きるもので、超弾性を利用する各種素子の実用化におけ
る障害を排除することができる顕著な効果を奏するもの
である。
第１図は本発明合金の組成範囲を示すＮｌ。
Ｔｉ及びＣｒからなる三元組成図、第２図はＲ相変態の
変態点とＣ「添加量の関係図、第３図（イ）、（ロ）は
本発明合金の応力−歪曲線を示すもので（イ）は室温に
おける応力−歪曲線１、（ロ）は０℃における応力−歪
曲線、第４図は従来の超弾性Ｘ１−Ｔｉ合金の室温にお
ける応力−歪曲線、第５図は同５０°Ｃにおける応力−
歪曲線である。 ００．５ Ｃｒ （ｗ↑％） 第４図 １（％） 第５図 １ （％） 爬、力（ＭＰａ） 応力（ＭＰａ） 手続補正書（醋） 昭和６１年６月１７日 昭和６０年 特許願 第７５１５３号 名 称 形状記憶合金技術研究組合用 細
書 １、発明の名称 超弾性Ｎｉ−Ｔｉ −Ｃｒ合金 ２、特許請求の範囲 合金組成をＮｉ、Ｔｉ及びＣｒからなる三元組成図にお
いて、下記Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを４頂点とする四辺形で囲ま
れた領域内とすることを特徴とする超弾性Ｎ＋−４ｔ
−Ｃｒ合金。 Ａ点：Ｎｉ ４Ｂ、２ａｔ％、 Ｔｉ ５０．３ａｔ％
、 Ｃｒ １．５ａｔ％Ｂ点：Ｎｉ ４Ｂ、９ａｔ％、
Ｔｉ ５１．Ｏａｔ％、 Ｃｒ ０．１ａｔ％Ｃ点：
Ｎｉ ５１．Ｏａｔ％、 Ｔｉ ４８．９ａｔ％、 Ｃ
ｒ Ｏ，１ａｔ％Ｄ点：Ｎｔ ５１．ｏａｔｘ、 ｒｔ
４ｙ、５ａｔｘ、 Ｃｒ １．５ａｔ％３、発明の詳
細な説明 （産業上の利用分野〕 本発明は超弾性Ｎｉ−Ｔｉ−０ｙ合金に関し、特に超弾
性Ｎｉ−Ｔｉ合金より広い温度範囲において完全な超弾
性を得たものである。 〔従来の技術〕 一般に熱弾性形マルテンサイト変態を示す合金は超弾性
を示すことが知られており、Ｎ１とＴｉが原子比でに１
の金属間化合物近傍の組成からなるＮｉ−Ｔｉ合金は、
室温付近で熱伸性型マルテンサイト変態を起し、該変態
点以上の温度で超弾性を示す。この超弾性を利用して現
在種々の素子の実用化が進められ、用途によってはすで
に実用化されている。このような超弾性の利用には、除
荷後に完全に元の形状に復帰（残留歪が無い）すること
が必要不可欠な条件となっている。 上記超弾性Ｎｉ−Ｔｉ合金は、冷間加工組織が十分に残
留する加熱処理条件を選ぶことにより、冷却時に母相か
ら二段変態を生じ、その二層のうち高温側の相をＲ相、
低温側の相をマルテンサイト相と呼んでいる。超弾性Ｎ
ｉ−Ｔｉ合金のＲ相への変態は、通常の熱処理条件で組
成にかかわらず、室温より高い温度で生ずるため、室温
又は室温以下の温度ではＲ相の状態となっており、この
状態で引張試験を行なうと、除荷後に残留歪を生ずる。 例えばＮ ｉ ５０．５８℃％。 残部Ｔｉからなる直径１．０Ｊ１１１１の冷間伸線材の
室温における応力−歪曲線は第４図に示すように除荷後
に残留歪εを生じる。また同線材の５０℃における応力
−歪曲線は第５図に示すように除荷後完全に元の形状に
復帰する超弾性となっている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の如く超弾性Ｎ＋−Ｔ＋合金により、完全な超弾性
を得るためにはＲ相の生ずる変態温度以上、即ち室温よ
り高い温度で使用する必要があり、Ｒ相の生ずる変態温
度より低い室温又は室温以下の温度では完全な超弾性を
得ることができず、これが超弾性を利用した各種素子の
実用化の大きな障害となっている。これを改善するには
、室温又は室温以下の温度で完全な超弾性が得られるよ
うに、Ｒ相変態を室温又は室温以下で起きるようにする
必要があり、その改善が強く望まれている。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はこれに鑑み種々検討の結果、Ｏｒの微母添ｈ０
によりＲ相への変態が大きく低温側に下がることを知見
し、更に検討の結果、超弾性Ｎｉ−”ｌｉ金合金比べて
より低い温度範囲でも完全な超弾性を示１Ｎｉ−Ｔｉ−
Ｃｒ合金を開発したものである。即ち本発明は合金組成
を第１図に示すＮｉ、Ｔｉ及びＣｒからなる三元組成図
において、 Ｎｉ ４８．２ａｔ％、 ｒ； ５０．３ａｔ％、 Ｃ
ｒ １．５ａｔ％をＡ点Ｎｉ ４Ｂ、９ａｔ％、 Ｔｉ
５１．Ｏａｔ％、 Ｃｒ Ｏ，１ａｔ％を８点Ｎｉ
５１．Ｏａｔ％、 Ｔｉ ／１Ｂ、９ａｔ％、 Ｃｒ
Ｏ，１ａｔ％を０点Ｎｉ ５１．Ｏａｔ％、 Ｔｉ ４
７．５ａｔ％、 Ｃｒ １．５ａｔ％をＤ点とすると、
Ａ点、Ｂ、Ｃ，Ｄを４頂点とする四辺形で囲まれた領域
内とすることを特徴とするものである。 〔作 用〕 本発明合金において、Ｃｒの添加はＲ相への変態温度を
室温又は室温以下に下げ、完全な超弾性の得られる温度
範囲を広げるためであり、合金組成を第１図に示すＮｉ
、Ｔｉ及びＣｒからなる三元組成図において、上記点Ａ
、Ｂ、Ｃ。 Ｄを４頂点とする四辺形で囲まれた領域内と限定したの
は、点Ｂと点Ｃを結、Ｓ”、、 Ｂ Ｃ線の外側ではＲ
相への変態温度の低下が不十分であり、また点へと点Ｂ
を結ぶＡＢ線、点Ｃと点りを結ぶＣＤ線及び点へと点り
を結ぶＡＤ線の外側では、何れも冷間加工性の低下が著
しく、加工が困難となるためである。 （実施例） 実施例１ 第１表に示す組成の超弾性Ｎｒ−１＊系合金からなる直
径ｉ、ｏ、の冷間加工線材を４５０℃の温度で６０分間
熱処理した後、Ｒ相への変態温度を測定した。その結果
を第２図に示す。 面図においてＭＳはＲ相変態の開始温度、ＭｆはＲ相変
態の終了温度を示す。 １二り玉 第１表及び第２図から明らかなように、Ｃｒの添加によ
りＲ相変態の’Ａ始、終了温度が低下し、Ｃ１”の添カ
ロ量がＯ，ｌａｔ％未満では変態点の降下はそれほどで
もないが、０．１ａｔ％以上で（よ顕著な効果が認めら
れる。 実施例２ 第１図に示すＮｉ、Ｔｉ及びＯｒからなる組成図におい
て、 Ａ点（Ｎｉ ４８．２ａｔ％、 Ｔｉ ５０．３ａｔ％
、 Ｃｒ １．５ａｔ％ ）Ｂ点（Ｎｉ ４８．９ａｔ
％、 Ｔｉ ５１．Ｏａｔ％、 Ｃｒ Ｏ，１ａｔ％
）０点（Ｎｉ ５１．Ｏａｔ％、 Ｔｉ ４８．９ａｔ
％、 Ｃｒ Ｏ，１ａｔ％〉Ｄ点（Ｎｉ ５１．Ｏａｔ
％、 Ｔｉ ４７．５ａｔ％、 Ｃｒ １．５ａｔ％
）を４“頂点とする四辺形で囲まれた領域内のａ。 ｂ、ｃ、ｄ、ｅの各点で示される組成の本発明合金から
なる直径１．０Ｍの冷間加工線材を４５０℃において引
張試験を行なった。その結果何れも完全な超弾性が得ら
れた。その−例として０点で示される組成の本発明合金
の引張試験結果を第３図（イ）、（ロ）に示す。またａ
。 ｂ、ｃ、ｄ、ｅの各点で示される組成を第２表第３図（
イ）、（ロ）に示す本発明合金の試験結果と第４図及び
第５図に示す従来の超弾性Ｎｉ−Ｔｉ合金の試験結果を
比較すれば明らかなように、本発明合金の超弾性利用の
温度域が著しく広げられていることが判る。 （発明の効果） このように本発明によれば、Ｃｒの微但添加によりＲ相
変態におけるＭＳ及びＭｆを降下し、完全な超弾性の得
られる温度域を著しく広げることができるもので、超弾
性を利用する各種素子の実用化における障害を排除する
ことができる顕著な効果を′奏するものである。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明合金の組成範囲を示すＮｉ、Ｔｉ及びＣ
ｒからなる三元組成図、第２図はＲ相変態の変態点とＯ
ｒ添加量の関係図、第３図（イ）、（ロ）は本発明合金
の応力−歪曲線を示すもので（イ）は至温における応力
−歪曲線、（ロ）は０℃における応力−歪曲線、第４図
は従来の超弾性Ｎｉ−Ｔｉ合金の至温における応力−歪
曲線、第５図は同５０’Ｃにあける応力−歪曲線である
。
変態点とＣ「添加量の関係図、第３図（イ）、（ロ）は
本発明合金の応力−歪曲線を示すもので（イ）は室温に
おける応力−歪曲線１、（ロ）は０℃における応力−歪
曲線、第４図は従来の超弾性Ｘ１−Ｔｉ合金の室温にお
ける応力−歪曲線、第５図は同５０°Ｃにおける応力−
歪曲線である。 ００．５ Ｃｒ （ｗ↑％） 第４図 １（％） 第５図 １ （％） 爬、力（ＭＰａ） 応力（ＭＰａ） 手続補正書（醋） 昭和６１年６月１７日 昭和６０年 特許願 第７５１５３号 名 称 形状記憶合金技術研究組合用 細
書 １、発明の名称 超弾性Ｎｉ−Ｔｉ −Ｃｒ合金 ２、特許請求の範囲 合金組成をＮｉ、Ｔｉ及びＣｒからなる三元組成図にお
いて、下記Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄを４頂点とする四辺形で囲ま
れた領域内とすることを特徴とする超弾性Ｎ＋−４ｔ
−Ｃｒ合金。 Ａ点：Ｎｉ ４Ｂ、２ａｔ％、 Ｔｉ ５０．３ａｔ％
、 Ｃｒ １．５ａｔ％Ｂ点：Ｎｉ ４Ｂ、９ａｔ％、
Ｔｉ ５１．Ｏａｔ％、 Ｃｒ ０．１ａｔ％Ｃ点：
Ｎｉ ５１．Ｏａｔ％、 Ｔｉ ４８．９ａｔ％、 Ｃ
ｒ Ｏ，１ａｔ％Ｄ点：Ｎｔ ５１．ｏａｔｘ、 ｒｔ
４ｙ、５ａｔｘ、 Ｃｒ １．５ａｔ％３、発明の詳
細な説明 （産業上の利用分野〕 本発明は超弾性Ｎｉ−Ｔｉ−０ｙ合金に関し、特に超弾
性Ｎｉ−Ｔｉ合金より広い温度範囲において完全な超弾
性を得たものである。 〔従来の技術〕 一般に熱弾性形マルテンサイト変態を示す合金は超弾性
を示すことが知られており、Ｎ１とＴｉが原子比でに１
の金属間化合物近傍の組成からなるＮｉ−Ｔｉ合金は、
室温付近で熱伸性型マルテンサイト変態を起し、該変態
点以上の温度で超弾性を示す。この超弾性を利用して現
在種々の素子の実用化が進められ、用途によってはすで
に実用化されている。このような超弾性の利用には、除
荷後に完全に元の形状に復帰（残留歪が無い）すること
が必要不可欠な条件となっている。 上記超弾性Ｎｉ−Ｔｉ合金は、冷間加工組織が十分に残
留する加熱処理条件を選ぶことにより、冷却時に母相か
ら二段変態を生じ、その二層のうち高温側の相をＲ相、
低温側の相をマルテンサイト相と呼んでいる。超弾性Ｎ
ｉ−Ｔｉ合金のＲ相への変態は、通常の熱処理条件で組
成にかかわらず、室温より高い温度で生ずるため、室温
又は室温以下の温度ではＲ相の状態となっており、この
状態で引張試験を行なうと、除荷後に残留歪を生ずる。 例えばＮ ｉ ５０．５８℃％。 残部Ｔｉからなる直径１．０Ｊ１１１１の冷間伸線材の
室温における応力−歪曲線は第４図に示すように除荷後
に残留歪εを生じる。また同線材の５０℃における応力
−歪曲線は第５図に示すように除荷後完全に元の形状に
復帰する超弾性となっている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の如く超弾性Ｎ＋−Ｔ＋合金により、完全な超弾性
を得るためにはＲ相の生ずる変態温度以上、即ち室温よ
り高い温度で使用する必要があり、Ｒ相の生ずる変態温
度より低い室温又は室温以下の温度では完全な超弾性を
得ることができず、これが超弾性を利用した各種素子の
実用化の大きな障害となっている。これを改善するには
、室温又は室温以下の温度で完全な超弾性が得られるよ
うに、Ｒ相変態を室温又は室温以下で起きるようにする
必要があり、その改善が強く望まれている。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はこれに鑑み種々検討の結果、Ｏｒの微母添ｈ０
によりＲ相への変態が大きく低温側に下がることを知見
し、更に検討の結果、超弾性Ｎｉ−”ｌｉ金合金比べて
より低い温度範囲でも完全な超弾性を示１Ｎｉ−Ｔｉ−
Ｃｒ合金を開発したものである。即ち本発明は合金組成
を第１図に示すＮｉ、Ｔｉ及びＣｒからなる三元組成図
において、 Ｎｉ ４８．２ａｔ％、 ｒ； ５０．３ａｔ％、 Ｃ
ｒ １．５ａｔ％をＡ点Ｎｉ ４Ｂ、９ａｔ％、 Ｔｉ
５１．Ｏａｔ％、 Ｃｒ Ｏ，１ａｔ％を８点Ｎｉ
５１．Ｏａｔ％、 Ｔｉ ／１Ｂ、９ａｔ％、 Ｃｒ
Ｏ，１ａｔ％を０点Ｎｉ ５１．Ｏａｔ％、 Ｔｉ ４
７．５ａｔ％、 Ｃｒ １．５ａｔ％をＤ点とすると、
Ａ点、Ｂ、Ｃ，Ｄを４頂点とする四辺形で囲まれた領域
内とすることを特徴とするものである。 〔作 用〕 本発明合金において、Ｃｒの添加はＲ相への変態温度を
室温又は室温以下に下げ、完全な超弾性の得られる温度
範囲を広げるためであり、合金組成を第１図に示すＮｉ
、Ｔｉ及びＣｒからなる三元組成図において、上記点Ａ
、Ｂ、Ｃ。 Ｄを４頂点とする四辺形で囲まれた領域内と限定したの
は、点Ｂと点Ｃを結、Ｓ”、、 Ｂ Ｃ線の外側ではＲ
相への変態温度の低下が不十分であり、また点へと点Ｂ
を結ぶＡＢ線、点Ｃと点りを結ぶＣＤ線及び点へと点り
を結ぶＡＤ線の外側では、何れも冷間加工性の低下が著
しく、加工が困難となるためである。 （実施例） 実施例１ 第１表に示す組成の超弾性Ｎｒ−１＊系合金からなる直
径ｉ、ｏ、の冷間加工線材を４５０℃の温度で６０分間
熱処理した後、Ｒ相への変態温度を測定した。その結果
を第２図に示す。 面図においてＭＳはＲ相変態の開始温度、ＭｆはＲ相変
態の終了温度を示す。 １二り玉 第１表及び第２図から明らかなように、Ｃｒの添加によ
りＲ相変態の’Ａ始、終了温度が低下し、Ｃ１”の添カ
ロ量がＯ，ｌａｔ％未満では変態点の降下はそれほどで
もないが、０．１ａｔ％以上で（よ顕著な効果が認めら
れる。 実施例２ 第１図に示すＮｉ、Ｔｉ及びＯｒからなる組成図におい
て、 Ａ点（Ｎｉ ４８．２ａｔ％、 Ｔｉ ５０．３ａｔ％
、 Ｃｒ １．５ａｔ％ ）Ｂ点（Ｎｉ ４８．９ａｔ
％、 Ｔｉ ５１．Ｏａｔ％、 Ｃｒ Ｏ，１ａｔ％
）０点（Ｎｉ ５１．Ｏａｔ％、 Ｔｉ ４８．９ａｔ
％、 Ｃｒ Ｏ，１ａｔ％〉Ｄ点（Ｎｉ ５１．Ｏａｔ
％、 Ｔｉ ４７．５ａｔ％、 Ｃｒ １．５ａｔ％
）を４“頂点とする四辺形で囲まれた領域内のａ。 ｂ、ｃ、ｄ、ｅの各点で示される組成の本発明合金から
なる直径１．０Ｍの冷間加工線材を４５０℃において引
張試験を行なった。その結果何れも完全な超弾性が得ら
れた。その−例として０点で示される組成の本発明合金
の引張試験結果を第３図（イ）、（ロ）に示す。またａ
。 ｂ、ｃ、ｄ、ｅの各点で示される組成を第２表第３図（
イ）、（ロ）に示す本発明合金の試験結果と第４図及び
第５図に示す従来の超弾性Ｎｉ−Ｔｉ合金の試験結果を
比較すれば明らかなように、本発明合金の超弾性利用の
温度域が著しく広げられていることが判る。 （発明の効果） このように本発明によれば、Ｃｒの微但添加によりＲ相
変態におけるＭＳ及びＭｆを降下し、完全な超弾性の得
られる温度域を著しく広げることができるもので、超弾
性を利用する各種素子の実用化における障害を排除する
ことができる顕著な効果を′奏するものである。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明合金の組成範囲を示すＮｉ、Ｔｉ及びＣ
ｒからなる三元組成図、第２図はＲ相変態の変態点とＯ
ｒ添加量の関係図、第３図（イ）、（ロ）は本発明合金
の応力−歪曲線を示すもので（イ）は至温における応力
−歪曲線、（ロ）は０℃における応力−歪曲線、第４図
は従来の超弾性Ｎｉ−Ｔｉ合金の至温における応力−歪
曲線、第５図は同５０’Ｃにあける応力−歪曲線である
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 合金組成をＮｉ、Ｔｉ及びＣｒからなる三元組成図にお
いて、下記Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを４頂点とする四辺形で囲ま
れた領域内とすることを特徴とする超弾性Ｎｉ−Ｔｉ−
Ｃに合金。 Ａ点：Ｎｉ４８．２ａｔ％、Ｔｉ５０．３ａｔ％、Ｃｒ
１．５ａｔ％、Ｂ点：Ｎｉ４８．９ａｔ％、Ｔｉ５１．
０ａｔ％、Ｃｒ０．１ａｔ％、Ｃ点：Ｎｉ５１．０ａｔ
％、Ｔｉ４８．９ａｔ％、Ｃｒ０．１ａｔ％Ｄ点：Ｎｉ
５１．０ａｔ％、Ｔｉ４７．５ａｔ％、Ｃｒ１．５ａｔ
％
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7515385A JPS61235528A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 超弾性Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7515385A JPS61235528A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 超弾性Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61235528A true JPS61235528A (ja) | 1986-10-20 |
Family
ID=13567973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7515385A Pending JPS61235528A (ja) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | 超弾性Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｒ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61235528A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63303022A (ja) * | 1987-05-30 | 1988-12-09 | Tokin Corp | 超弾性ＴｉＮｉＡｌＣｒ合金 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58161746A (ja) * | 1982-03-19 | 1983-09-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 精密鋳造用ニツケル−チタン系合金 |
| JPS5928548A (ja) * | 1982-08-06 | 1984-02-15 | Kazuhiro Otsuka | 超弾性、非可逆形状記憶性Ｎｉ−Ｔｉ基合金材とその製造方法 |
| JPS61227141A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ＮｉＴｉ系形状記憶合金線 |
-
1985
- 1985-04-09 JP JP7515385A patent/JPS61235528A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58161746A (ja) * | 1982-03-19 | 1983-09-26 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 精密鋳造用ニツケル−チタン系合金 |
| JPS5928548A (ja) * | 1982-08-06 | 1984-02-15 | Kazuhiro Otsuka | 超弾性、非可逆形状記憶性Ｎｉ−Ｔｉ基合金材とその製造方法 |
| JPS61227141A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ＮｉＴｉ系形状記憶合金線 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63303022A (ja) * | 1987-05-30 | 1988-12-09 | Tokin Corp | 超弾性ＴｉＮｉＡｌＣｒ合金 |
| JP2602652B2 (ja) * | 1987-05-30 | 1997-04-23 | 株式会社トーキン | 超弾性ＴｉＮｉＡ▲ｌ▼Ｃｒ合金 |
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