NL8201986A

NL8201986A - Vormgeheugenlegering met verhoogde stabiliteit.

Info

Publication number: NL8201986A
Application number: NL8201986A
Authority: NL
Original assignee: Leuven Res & Dev Vzw
Priority date: 1982-05-13
Filing date: 1982-05-13
Publication date: 1983-12-01
Also published as: JPS5941455A

Description

825086/Ti

Korte aanduiding: Vormgeheugenlegering met verhoogde stabiliteit.

De uitvinding heeft betrekking op een koper-, zink- en aluminiumhoudende vormgeheugenlegering met verhoogde weerstand tegen As- en Af-temperatuurverschuiving, en op het gebruik van een dergelijke legering.

5 Het is bekend dat koper-, zink- en aluminiumhoudende legeringen met ft-kristalstruktuur een vormgeheugeneffekt vertonen, wat betekent dat een vast lichaam uit de legering na mechanische vervorming beneden een eerste temperatuur (de Ms-temperatuur) zijn oorspronkelijke vorm spontaan kan 10 terugkrijgen door eenvoudig verhitten boven een tweede ' temperatuur (de Af-.temperatuur). Het vormgeheugenef fekt wordt toegeschreven aan martensitische omzettingen, d.w.z. het omkeerbaar ontstaan en verdwijnen van martensiet-plaatjes in de kristalstruktuur van de legering. Met Ms-15 temperatuur wordt de temperatuur bedoeld, waarbij tijdens het afkoelen van de (3-fase de eerste martensietplaatjes zich vormen en met As-temperatuur de temperatuur waarbij tijdens het verwarmen van de martensietfase de eerste martensietplaatj.es verdwijnen terwijl met Af-temperatuur .

20 wordt bedoeld de temperatuur waarbij tijdens verdere verwarming de laatste martensietplaatjes verdwijnen.

De bekende koper-, zink- en aluminiumhoudende vorm-geheugenlegeringen, zoals koper-,, zink- en aluminiumlege-ringen met vormgeheugen, rijpen aanzienlijk wanneer ze de ' 25 martensietfase bevatten (beneden de Af-temperatuur), hetgeen betekent dat hun As- en Af-temperaturen aanzienlijk verhogen naarmate ze langer en op hogere temperatuur bewaard worden in het martensietgebied (beneden de As-temperatuur) en dat hun Af-temperatuur aanzienlijk verhoogt naarmate ze 30 langer en op hogere temperatuur bewaard worden in het gemengde martens ie t-/i -gebied (tussen de As- en Af-temperatuur). Dit rijpingsverschijnsel belemmert uiteraard de toepasbaarheid van deze bekende legeringen.

Zo kunnen ze bijvoorbeeld niet gebruikt worden voor het '35 opsporen van een overgang tussen een lagere en hogere tem-peratuur wanneer beide temperaturen niet sterk verschillen en wanneer de lagere temperatuur boven kamertemperatuur ligt r* 8201986 -2- en langdurig kan worden aangehouden.

De uitvinding beoogt een koper-, zink- en aluminium-houdende vormgeheugenlegering te verschaffen, die in veel mindere mate dan de bekende koper-, zink- en aluminium hou-5 dende vormgeheugenlegeringén rijpt wanneer ze de martensiet-fase bevat. De legering volgens de uitvinding onderscheidt zich van de bekende legeringen doordat ze 0,005 - 0,1 gew % boor bevat. Ze bevat bij voorkeur hoogstens 0,05 gew % boor en bij voorkeur 0,01 - 0,03 gew % boor.

10 De legering volgens de uitvinding kan bijvoorbeeld, afgezien van boor en van de onvermijdelijke onzuiverheden, 4-40 gew % zink, 1-12 gew % aluminium, 0-8 gew % mangaan, 0-4 gew % nikkel en voor de rest koper bevatten. Het zinkgehalte bedraagt bij voorkeur 5-32 gew % en het 15 aluminiumgehalte 3-10 gew %.

Het opsporen van een overgang tussen een lagere en een hogere temperatuur, waarbij de lagere temperatuur langdurig kan worden aangehouden - bijvoorbeeld gedurende minstens een uur - vormt uiteraard een belangrijk toepassingsgebied 20 van de legering volgens de uitvinding, vooral wanneer beide temperaturen niet sterk verschillen, bijvoorbeeld wanneer hun verschil geringer is dan 50°C, en wanneer de lagere temperatuur boven kamertemperatuur ligt.

Voorbeeld 1: 25 Onderzocht werd de rijping in de martensietfase van een bekende koper-, zink- en aluminiumhoudende vormgeheugenlegering, nl. van een koper-, zink- en aluminiumlegering met als nominale samenstelling in gewichtsprocent: 73,5 koper; 20,5 zink en 6 aluminium. De te onderzoeken legering 30 werd eerst overgevoerd in de (i-fase door ze gedurende 15

min. op 750°C te verwarmen en ze wordt dan zodanig afgekoeld dat de martensietfase wordt verkregen. De zo verkregen martensietfase vertoont een As-temperatuur van 65°C. Na verblijf van zeven dagen op kamertemperatuur vertoont ze een 35 As-temperatuur van 68°C, na verblijf van twee uur op 60°C

/ een As-temperatuur van 71°C, na verblijf van één dag op 60°C

^ een As-temperatuur van 74°C, na verblijf van zeven dagen op 8201986 =£ -3- 60°C een As-temperatuur van 82°C, en na verblijf van één maand op 60°C een As-temperatuur van 94°C.

Voorbeeld 2:

Onderzocht werd de rijping in de martensietfase van een 5 koper-, zink- en aluminiumhoudende vormgeheugenlegering volgens de uitvinding, nl. van een koper-, zink- en aluminium-, boorlegering met als nominale samenstelling in gewichts-procent: 73,9 koper; 19,9 zink; 6,14 aluminium en 0,025 boor. Dan wordt de martensietfase zoals in voorbeeld 1 verkregen 10 en deze vertoont een As-temperatuur van 50°C.

Na verblijf van één dag op 40°C is de As-temperatuur ongewijzigd, evenals na verblijf van één dag op 50°C. Na verblijf van veertien dagen op 40°C vertoont ze een As-temperatuur van slechts 51,5°C, evenals na verblijf van 15 veertien dagen bij 50°C.

- Conclusies -

A

\ 8201986

Claims

1. Koper-, zink- en aluminiumhoudende vormgeheugenlegering, met het kenmerk, dat deze 0,005 - 0,1 gew % boor bevat.

2. Legering volgens conclusie 1, m e t het 'ken- 5 merk, dat deze hoogstens 0,05 gew % boor bevat.

3. Legering volgens conclusie 2,met het kenmerk, dat deze 0,01 - 0,03 gew % boor bevat.

4* Legering volgens een der conclusies 1-3, met het k e n m e r k, dat deze afgezien van boor en van onvermij-10 delijke ónzuiverheden, 4 tot 40 gew % zink, 1 tot 12 gew % aluminium, 0 tot 8 gew % mangaan, 0 tot 4 gew % nikke-r en voor de rest koper bevat.

5. Legering volgens conclusie 4, met het ken merk , dat deze 5 tot 32 gew. % zink en 3 tot 10 gew % 15 aluminium bevat.

6. Werkwijze voor het opsporen van een overgang tussen een lagere temperatuur, die langdurig kan worden aangehouden, en een hogere temperatuur,' met het kenmerk, dat men gebruik maakt van het vormgeheugen van een legering 20 volgens één der conclusies 1-5.

7. Werkwijze volgens conclusie 6,met het ken-m e rk , dat de lagere temperatuur minstens gedurende één uur kan worden aangehouden.

8. Werkwijze volgens conclusie 6 of 7,met het 25 kenmerk, dat het verschil tussen beide temperaturen geringer is dan 50°C.

9. Werkwijze volgens een der conclusies 6 t/m 8, m e t het kenmerk, dat de lagere temperatuur hoger is dan de kamertemperatuur.

10. Inrichting voor het opsporen van een overgang tussen een lagere 'temperatuur, die langdurig kan worden aangehouden, en een hogere temperatuur, bevattende een lichaam dat voor genoemde overgang gevoelig is,met het kenmerk ^ dat dit lichaam bestaat uit een legering volgens een of meer 35 der conclusies 1 t/m 5. 8201986