JPS6396234A - 形状記憶合金材料 - Google Patents
形状記憶合金材料Info
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- JPS6396234A JPS6396234A JP24084586A JP24084586A JPS6396234A JP S6396234 A JPS6396234 A JP S6396234A JP 24084586 A JP24084586 A JP 24084586A JP 24084586 A JP24084586 A JP 24084586A JP S6396234 A JPS6396234 A JP S6396234A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (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〕
本発明は形状記憶合金材料に関し、製造が容易且つ作動
温度が６０〜９０℃を示す形状記憶合金材料に関するも
のである。
温度が６０〜９０℃を示す形状記憶合金材料に関するも
のである。
ＴｉＮｉ合金が熱弾性型マルテンサイト変態の逆変態に
付随して、顕著な形状記憶効果を示すことはよく知られ
ている。第３元素を添加した合金（ＴｉＮ１− Ｘ 、
Ｘ ＝ Ｆｅ ｙＭｎ、 Ｃｒ 、 Ｖ ）は２元合
金に比べ著しい変態温度の低下は認められるものの、２
元合金と同様な形状記憶効果を示すことが知られている
（東北大選研粟報２８（１９７２）２１６）。
付随して、顕著な形状記憶効果を示すことはよく知られ
ている。第３元素を添加した合金（ＴｉＮ１− Ｘ 、
Ｘ ＝ Ｆｅ ｙＭｎ、 Ｃｒ 、 Ｖ ）は２元合
金に比べ著しい変態温度の低下は認められるものの、２
元合金と同様な形状記憶効果を示すことが知られている
（東北大選研粟報２８（１９７２）２１６）。
ＴｉＮｉ合金の変態温度は、含有Ｎｉ濃度の増加ととも
に著しく低温側へ移動する。例えば１０〜１５℃ｐｅｒ
Ｏ，ｌ ａｔチＮｉである。このため、所要変態温度
合金を精度良く得ることは難しい。またＴｉＮｉ合金を
ヒステリシスの小さい且つ繰りかえしに耐える形状記憶
バネとして用いる場合、冷間加工後、４００〜５００℃
の熱処理によって生じる中間相を利用することが知られ
ているが、この方法によれば得られる作動温度はほぼ６
０℃が上限であった。
に著しく低温側へ移動する。例えば１０〜１５℃ｐｅｒ
Ｏ，ｌ ａｔチＮｉである。このため、所要変態温度
合金を精度良く得ることは難しい。またＴｉＮｉ合金を
ヒステリシスの小さい且つ繰りかえしに耐える形状記憶
バネとして用いる場合、冷間加工後、４００〜５００℃
の熱処理によって生じる中間相を利用することが知られ
ているが、この方法によれば得られる作動温度はほぼ６
０℃が上限であった。
このため合金変態温度はＮｉ濃度依存性が大きいため、
所要変態温度を高精度（例えば±１℃）で得ることは容
易ではない問題がちシ、また。ＮｉおよびＴｉ配合後、
即、溶解する通常方法を用いることが不可能であるとい
う欠点もある。
所要変態温度を高精度（例えば±１℃）で得ることは容
易ではない問題がちシ、また。ＮｉおよびＴｉ配合後、
即、溶解する通常方法を用いることが不可能であるとい
う欠点もある。
一方、得られた合金を形状記憶バネとしてヒステリシス
の小さい、且つ繰９かえしに耐えるものとして用いる場
合、４００〜５００℃の低温熱処理が不可欠なため、ス
プリングバックが犬キ＜すってしまい、成型性に欠け、
しかも２作動温度が６０℃以下となってしまい、高変態
温度特性を有することが不可能である。
の小さい、且つ繰９かえしに耐えるものとして用いる場
合、４００〜５００℃の低温熱処理が不可欠なため、ス
プリングバックが犬キ＜すってしまい、成型性に欠け、
しかも２作動温度が６０℃以下となってしまい、高変態
温度特性を有することが不可能である。
そこで２本発明の目的は、上記欠点に鑑み高温（６０℃
以上）の作動温度を示す高温変態特性を有し９通常の方
法を用いて合金Ｎｉ濃度にほとんど依存しない変態温度
を有する形状記憶合金を提供することにある。
以上）の作動温度を示す高温変態特性を有し９通常の方
法を用いて合金Ｎｉ濃度にほとんど依存しない変態温度
を有する形状記憶合金を提供することにある。
本発明によれば、Ｎｉ４９〜５２原子チ、残部Ｎｉより
なるＴｉＮｉ合金に，Ｎｂ０．２５〜１０原子チを添加
してなる形状記憶合金材料が得られる。
なるＴｉＮｉ合金に，Ｎｂ０．２５〜１０原子チを添加
してなる形状記憶合金材料が得られる。
また、前記ＴｉＮｔ合金は、Ｔｉハ１比が１．０〜０．
９６であることが好ましい。
９６であることが好ましい。
以下９本発明に係る実施例について図面を参照して説明
する。
する。
高周波真空溶解によって得られたＴｉＮ１Ｎｂ合金を。
温度９００℃で２時間の均一化処理後、熱間ノ１ンマー
、熱間ロールを行なった。次に、冷間加工によシ径１．
３ｍとした。その後、径１．０調まで焼鈍なしで加工し
供試材とした。
、熱間ロールを行なった。次に、冷間加工によシ径１．
３ｍとした。その後、径１．０調まで焼鈍なしで加工し
供試材とした。
上記加工に供されたＴｉＮ１Ｎｂ合金の組成１〜１６を
表−１に示す。（表中に熱間冷間の加工性の調査結果を
示している。） 以下示日 表−１ 得られた合金線のうちのひとつであるＴｉ４９．５”４
９．５ Ｎｂ１．０合金線（Ａ２）を中心径６．０朋の
コイル状とし４００℃で３０分間の熱処理を行った。
表−１に示す。（表中に熱間冷間の加工性の調査結果を
示している。） 以下示日 表−１ 得られた合金線のうちのひとつであるＴｉ４９．５”４
９．５ Ｎｂ１．０合金線（Ａ２）を中心径６．０朋の
コイル状とし４００℃で３０分間の熱処理を行った。
形状記憶特性を調べるために５０℃から１００℃間の温
度−変位曲線を求めた。
度−変位曲線を求めた。
第１図に、自由長１ＯＩＩ１１！１巻数１０巻のコイル
バネで、加重を５００ ｇｒおよび７００ ｇｒとした
場合の温度変位曲線を示している（図中１は加重５００
、！ｉ’ｒ ２は加重７００９ｒの温度−変位曲線で
ある。）。
バネで、加重を５００ ｇｒおよび７００ ｇｒとした
場合の温度変位曲線を示している（図中１は加重５００
、！ｉ’ｒ ２は加重７００９ｒの温度−変位曲線で
ある。）。
この結果より９本発明に係る合金によるコイルバネは７
０℃で逆変態が開始し、ヒステリシスは１０℃を示し、
加重変化による特性差が小さいことがわかる。尚、 Ｔ
ｉＮｉ ２元合金で上記変態温度の高いコイルバネをつ
くるためには、Ｎｉで５０原子ノ４−セントもしくはそ
れ以下の含有をする合金が必要とされる。しかも、繰り
返えしを考慮した熱処理（４００〜５００℃）を行うと
作動温度は急激に低下して、５０℃前後になり、２元合
金で高変態温度を有する特性を得るのは困難である。
０℃で逆変態が開始し、ヒステリシスは１０℃を示し、
加重変化による特性差が小さいことがわかる。尚、 Ｔ
ｉＮｉ ２元合金で上記変態温度の高いコイルバネをつ
くるためには、Ｎｉで５０原子ノ４−セントもしくはそ
れ以下の含有をする合金が必要とされる。しかも、繰り
返えしを考慮した熱処理（４００〜５００℃）を行うと
作動温度は急激に低下して、５０℃前後になり、２元合
金で高変態温度を有する特性を得るのは困難である。
第２図及び第３図に２表−１に示す合金の変態温度（図
中にはマルテンサイト変態開始点度（ＭＳＩ点）を示し
ている〕測定結果を示している。
中にはマルテンサイト変態開始点度（ＭＳＩ点）を示し
ている〕測定結果を示している。
第２図に示すとおｐ 、 Ｎｂを添加した本発明に係る
合金３，１１，８とＴｉＮｉ ２元合金１３．１４゜１
５におけるＮｉ濃度とマルテンサイト変態開始点である
Ｍ、点との関係を示している。図中３ 、１１゜８はＴ
ｉ５ｏ二ｆＮｉ５（３＝’ＹＮｂｚ なる形でＮｂを２
ａｔ％添加した合金を示し、１３，１４．１５は従来
例としての比較供試材であ’） ｔ ＴＺＮｌ ２元合
金を示している。これから明らかなように本発明に係る
Ｎｂ添加合金はＭｓ点のＮｉ＠度依存性が小さいことが
分かる。
合金３，１１，８とＴｉＮｉ ２元合金１３．１４゜１
５におけるＮｉ濃度とマルテンサイト変態開始点である
Ｍ、点との関係を示している。図中３ 、１１゜８はＴ
ｉ５ｏ二ｆＮｉ５（３＝’ＹＮｂｚ なる形でＮｂを２
ａｔ％添加した合金を示し、１３，１４．１５は従来
例としての比較供試材であ’） ｔ ＴＺＮｌ ２元合
金を示している。これから明らかなように本発明に係る
Ｎｂ添加合金はＭｓ点のＮｉ＠度依存性が小さいことが
分かる。
第３図では、 Ｎｂ含有量（ａｔチ）とＭｓ点との関係
を示している。１〜６は本発明に係る合金であるＴ １
ｓ ｏ −、Ｎ１ ｓ ｏ −ｐＮｂ ｘなる形、７
〜１０は本発明に係る合金であるＴｉ４０４Ｎｉ５１−
：Ｎｂｘなる形で添加されたものである。いづれの系列
の合金１〜ｌｏとも。
を示している。１〜６は本発明に係る合金であるＴ １
ｓ ｏ −、Ｎ１ ｓ ｏ −ｐＮｂ ｘなる形、７
〜１０は本発明に係る合金であるＴｉ４０４Ｎｉ５１−
：Ｎｂｘなる形で添加されたものである。いづれの系列
の合金１〜ｌｏとも。
Ｎｂ含有量（ａｔ％ ）によるＭｓ点の変化は小さい。
これらのことより、 Ｎｂ添加合金は変態温度に対して
組成による感度が鈍い。換言すれば、 Ｎｂの添加によ
る効果は変態温度の合金成分（Ｎｉ濃度）依存性を小さ
くすることであシ２合金設計を容易にすることが出来る
。Ｎｂ添加による。高変態点材としての機能性および加
工性を考えると、 １０ ａｔ％以上では加工出来ず、
０．２５ａｔ％未満では高変態点材としての機能性が薄
れることがらＮｂ添加量を０．２５〜１０原子ノぐ−セ
ントとした。また、 Ｎｂの最適添加量は、１〜２ ａ
ｔ％である。また、ＮｉとＴｉの含有量をＮｉが４９〜
５２原子ノぐ−セントとしたのはＴ ｉＮｉ合金が実用
合金として供される組成範囲がＮｉ４９〜５２原子ｌ？
−セントであるためである。また。
組成による感度が鈍い。換言すれば、 Ｎｂの添加によ
る効果は変態温度の合金成分（Ｎｉ濃度）依存性を小さ
くすることであシ２合金設計を容易にすることが出来る
。Ｎｂ添加による。高変態点材としての機能性および加
工性を考えると、 １０ ａｔ％以上では加工出来ず、
０．２５ａｔ％未満では高変態点材としての機能性が薄
れることがらＮｂ添加量を０．２５〜１０原子ノぐ−セ
ントとした。また、 Ｎｂの最適添加量は、１〜２ ａ
ｔ％である。また、ＮｉとＴｉの含有量をＮｉが４９〜
５２原子ノぐ−セントとしたのはＴ ｉＮｉ合金が実用
合金として供される組成範囲がＮｉ４９〜５２原子ｌ？
−セントであるためである。また。
好ましくはＴ ｉ／’Ｎ ｉ比をｉ、 ｏ〜０．９６と
したのは。
したのは。
Ｔｉ過剰側の組成の合金にすることによシ、その合金を
冷間加工後４００〜４５０℃で焼鈍する通常方法を施し
ても、高変態温度特性を更に向上することができる。
冷間加工後４００〜４５０℃で焼鈍する通常方法を施し
ても、高変態温度特性を更に向上することができる。
以上、説明したように本発明による形状記憶合金材料に
よれば従来の加工方法を用いても合金設計が容易である
。しかも、 Ｎｉ濃度依存性が低く。
よれば従来の加工方法を用いても合金設計が容易である
。しかも、 Ｎｉ濃度依存性が低く。
且つ、繰りかえしに強いヒステリシスの小さな高変態温
度を示す素材の製造が可能となる。よって。
度を示す素材の製造が可能となる。よって。
高温下での作動特性を示す素子を可能にすることによう
、製造コストを下げることかでき、蒸気弁等高温作動素
子の提供も可能となる。
、製造コストを下げることかでき、蒸気弁等高温作動素
子の提供も可能となる。
第１図は、Ａ２合金コイルバネの４０００で。
３０分間処理したものの（コイル径６ ｒｒｎｘ ｖ
１ｍ径Ｉり、自由長１０朋１巻数１０巻）加重５００
ｊｉｒ 。 ７００ｇｒにおける温度−変位曲線図、第２図は合金、
３，１１，８，１３，１４，１５のＭｓ点とＮｉ濃度の
関係を示す相関図、第３図は合金１〜６゜７〜１０のＭ
ｓ点とＮｂ添加量を示す相関図である。 変イｑ量Ｃｍｍ） 第２図 第３図
１ｍ径Ｉり、自由長１０朋１巻数１０巻）加重５００
ｊｉｒ 。 ７００ｇｒにおける温度−変位曲線図、第２図は合金、
３，１１，８，１３，１４，１５のＭｓ点とＮｉ濃度の
関係を示す相関図、第３図は合金１〜６゜７〜１０のＭ
ｓ点とＮｂ添加量を示す相関図である。 変イｑ量Ｃｍｍ） 第２図 第３図
Claims (2)
- １．Ｎｉ４９〜５２原子％，残部ＮｉよりなるＴｉＮｉ
合金に，Ｎｂ０．２５〜１０原子％を添加してなる形状
記憶合金材料。 - ２．特許請求の範囲第１項記載の形状記憶合金において
，前記ＴｉＮｉ合金は，Ｔｉ／Ｎｉ比が１．０〜０．９
６であることを特徴とする形状記憶合金材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24084586A JPS6396234A (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | 形状記憶合金材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24084586A JPS6396234A (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | 形状記憶合金材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6396234A true JPS6396234A (ja) | 1988-04-27 |
Family
ID=17065560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24084586A Pending JPS6396234A (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | 形状記憶合金材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6396234A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995027092A1 (en) * | 1994-03-31 | 1995-10-12 | Besselink Petrus A | Ni-Ti-Nb ALLOY PROCESSING METHOD AND ARTICLES FORMED FROM THE ALLOY |
| WO1996038594A1 (en) * | 1995-05-30 | 1996-12-05 | Ormco Corporation | MEDICAL, DENTAL AND ORTHODONTIC ARTICLES OF Ni-Ti-Nb ALLOYS |
| JP2005245848A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Nec Tokin Corp | バルーン拡張超弾性ステント |
| WO2007108180A1 (ja) * | 2006-03-20 | 2007-09-27 | University Of Tsukuba | 高温形状記憶合金、アクチュエータおよび発動機 |
| US8007604B2 (en) | 2006-03-17 | 2011-08-30 | University Of Tsukuba | Titanium-tantalum base shape memory alloys, actuator and engine |
| CN104532035A (zh) * | 2015-01-08 | 2015-04-22 | 中国石油大学(北京) | 兼具线性超弹和高强度的金属纳米复合材料及其制备方法 |
-
1986
- 1986-10-09 JP JP24084586A patent/JPS6396234A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995027092A1 (en) * | 1994-03-31 | 1995-10-12 | Besselink Petrus A | Ni-Ti-Nb ALLOY PROCESSING METHOD AND ARTICLES FORMED FROM THE ALLOY |
| US6428634B1 (en) | 1994-03-31 | 2002-08-06 | Ormco Corporation | Ni-Ti-Nb alloy processing method and articles formed from the alloy |
| WO1996038594A1 (en) * | 1995-05-30 | 1996-12-05 | Ormco Corporation | MEDICAL, DENTAL AND ORTHODONTIC ARTICLES OF Ni-Ti-Nb ALLOYS |
| EP0828860A1 (en) * | 1995-05-30 | 1998-03-18 | Ormco Corporation | MEDICAL, DENTAL AND ORTHODONTIC ARTICLES OF Ni-Ti-Nb ALLOYS |
| EP0828860A4 (en) * | 1995-05-30 | 1998-09-30 | Ormco Corp | NI-TI-NB ALLOY MEDICAL, DENTAL OR ORTHODONTIC ITEMS |
| JP2005245848A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Nec Tokin Corp | バルーン拡張超弾性ステント |
| US8007604B2 (en) | 2006-03-17 | 2011-08-30 | University Of Tsukuba | Titanium-tantalum base shape memory alloys, actuator and engine |
| WO2007108180A1 (ja) * | 2006-03-20 | 2007-09-27 | University Of Tsukuba | 高温形状記憶合金、アクチュエータおよび発動機 |
| CN104532035A (zh) * | 2015-01-08 | 2015-04-22 | 中国石油大学(北京) | 兼具线性超弹和高强度的金属纳米复合材料及其制备方法 |
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