JPH02190447A - 被削性および耐食性に優れた鉄基形状記憶合金 - Google Patents
被削性および耐食性に優れた鉄基形状記憶合金Info
- Publication number
- JPH02190447A JPH02190447A JP734489A JP734489A JPH02190447A JP H02190447 A JPH02190447 A JP H02190447A JP 734489 A JP734489 A JP 734489A JP 734489 A JP734489 A JP 734489A JP H02190447 A JPH02190447 A JP H02190447A
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- Japan
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- less
- corrosion resistance
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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〕
この発明は、被削性および耐食性に優れた鉄基形状記憶
合金に関するものであり、形状記憶合金における被削性
を著しく改善し、しかもその形状記憶特性その他の特性
を損なうことのない、利用上好ましい合金を提供するも
のである。
合金に関するものであり、形状記憶合金における被削性
を著しく改善し、しかもその形状記憶特性その他の特性
を損なうことのない、利用上好ましい合金を提供するも
のである。
(従来の技術)
形状記憶合金は、マルテンサイトを利用して、塑性変形
し、マルテンサイトから母相への逆変態を利用して形状
回復するものである。
し、マルテンサイトから母相への逆変態を利用して形状
回復するものである。
このような形状記憶効果を示す合金は、従来は、非鉄系
を中心として多数報告されており、その−部はすでに実
用化されている。そして、その後、より安価な鉄基合金
が数種、特開昭59−83744号公報、特公昭61−
54859号公報および特開昭61−20176号公報
等によって報告され、非鉄系においては、コスト面で制
約を受けていた分野への適用拡大が期待された。しかし
ながら、これらの鉄基台金には、耐食性が十分でないと
いう問題があった。
を中心として多数報告されており、その−部はすでに実
用化されている。そして、その後、より安価な鉄基合金
が数種、特開昭59−83744号公報、特公昭61−
54859号公報および特開昭61−20176号公報
等によって報告され、非鉄系においては、コスト面で制
約を受けていた分野への適用拡大が期待された。しかし
ながら、これらの鉄基台金には、耐食性が十分でないと
いう問題があった。
一方、最近になって、出願人が昭和63年4月5日に特
願昭63−83495号で出願した形状記憶性および耐
食性に優れた鉄基形状記憶合金は、形状記憶性および耐
食性に優れ、且つ、経済的なメリットが大きいことも相
俟って、適用分野が大きく拡大された。
願昭63−83495号で出願した形状記憶性および耐
食性に優れた鉄基形状記憶合金は、形状記憶性および耐
食性に優れ、且つ、経済的なメリットが大きいことも相
俟って、適用分野が大きく拡大された。
発明者等のその後の研究の結果、上述の特願昭63−8
3495号で出願した鉄基形状記憶合金は、製品加工の
際に切削作業が必要なことが多く、この場合において、
被削性の面で必ずしも十分でないことが分かった。
3495号で出願した鉄基形状記憶合金は、製品加工の
際に切削作業が必要なことが多く、この場合において、
被削性の面で必ずしも十分でないことが分かった。
従って、この発明は、以上のような問題を解決するため
になされたものであり、形状記憶効果および耐食性に優
れ、且つ、被削性に優れた鉄基形状記憶合金を提供する
ことを目的とする。
になされたものであり、形状記憶効果および耐食性に優
れ、且つ、被削性に優れた鉄基形状記憶合金を提供する
ことを目的とする。
この発明は、
Si : 2. 0wt.%〜8. 0wt.%。
Mll : ]、 Owt、$〜15.Qwt、χ未満
。
。
Cr : 0.1 wt、χ〜5.0 wt、1未満。
下記からなる群から選んだ少なくとも1つの元素、
Ni : 20. Owt、%以下。
Co:30.Owt、%以下
Cu:3.O賀t0%以下。
N:0.4wt0%以下、さらに、
下記からなる群から選んだ少なくとも1つの元素、
S:0.4wt、%以下。
Ta : 0.4 wt、X以下5
Se : 0.4 wt、%以下。
Pb : 0.4 wt、%以下。
Bi : 0.4 wt、%以下。
Ca : O,O1wt、%以下、および、残り:Fe
および不可避的不純物。
および不可避的不純物。
からなることに特徴を存するものである。
この発明においては、鉄基形状記憶合金が、本来必要と
している形状記憶特性および耐食性を損なわずに被削性
を向上させることが必要であり、そのために合金元素お
よびその含有量を限定した。
している形状記憶特性および耐食性を損なわずに被削性
を向上させることが必要であり、そのために合金元素お
よびその含有量を限定した。
この発明を上述した化学成分に限定した理由を以下に述
べる。
べる。
St (ケイ素):
Slはオーステナイトの積層欠陥エネルギーを低下させ
、且つ、オーステナイトの降伏強度を高めるため、この
発明において重要な元素である。すなわち、オーステナ
イトの積層欠陥エネルギーを低下させ、降伏強度を高め
ることにより、εマルテンサイトを利用した優れた形状
記憶効果を持つ合金となる。しかしながら、siの含有
量が2.0wt.%未満では上述の効果が不十分である
。また、Siの含有量が8.0wt.%を超えると延性
の著しい低下を引き起こし、熱間および冷間加工性を著
しく阻害する。
、且つ、オーステナイトの降伏強度を高めるため、この
発明において重要な元素である。すなわち、オーステナ
イトの積層欠陥エネルギーを低下させ、降伏強度を高め
ることにより、εマルテンサイトを利用した優れた形状
記憶効果を持つ合金となる。しかしながら、siの含有
量が2.0wt.%未満では上述の効果が不十分である
。また、Siの含有量が8.0wt.%を超えると延性
の著しい低下を引き起こし、熱間および冷間加工性を著
しく阻害する。
従って、Siの含有量は、2.0〜B、0wt.%の範
囲内に限定すべきである。
囲内に限定すべきである。
Mn (マンガン):
Mnにはオーステナイトの積層欠陥エネルギーを低下さ
せる作用があり、且つ、Mnは強力なオーステナイト生
成元素であり、この発明において極めて重要な元素であ
る。しかしながら、Mnの含を量が1.owt、χ未満
では、上述の効果が不十分となる。
せる作用があり、且つ、Mnは強力なオーステナイト生
成元素であり、この発明において極めて重要な元素であ
る。しかしながら、Mnの含を量が1.owt、χ未満
では、上述の効果が不十分となる。
また、Mnの含有量が15.0+st、%以上では、耐
食性を劣化させ、さらに、σ相の生成を著しく容易に回
内に限定すべきである。
食性を劣化させ、さらに、σ相の生成を著しく容易に回
内に限定すべきである。
Cr (クロム):
Crにはオーステナイトの積層欠陥エネルギーを低下さ
せ、かつ、耐食性を向上させる作用がある。
せ、かつ、耐食性を向上させる作用がある。
さらに、Crにはオーステナイトの強度を高める効果も
ある。しかしながら、Crの含有量が0.1wt、1未
満では上述の効果が不十分となる。また、Crの含有量
が5.0wt、1以上では、後述するオーステナイト生
成元素(Ni、 Go、 Cu、 N)の必要含有量を
増大させ、経済性が損われる。
ある。しかしながら、Crの含有量が0.1wt、1未
満では上述の効果が不十分となる。また、Crの含有量
が5.0wt、1以上では、後述するオーステナイト生
成元素(Ni、 Go、 Cu、 N)の必要含有量を
増大させ、経済性が損われる。
従って、Crの含有量は、0.1〜5、Owt、宥−回
内に限定すべきである。
内に限定すべきである。
この発明においては、オーステナイトの積層欠陥エネル
ギーを低下させるSi、 Mn、およびCrを含有させ
ることに加え、オーステナイト生成元素であるNi、
Co、 Cu、 Nの中から少なくとも1つを含有させ
、塑性加工ひずみを付加する所定の温度においてひずみ
付加前のミクロ組織を、オーステナイト主体またはオー
ステナイトを主体としεマルテンサイトを一部含むもの
、とすることが必要である。
ギーを低下させるSi、 Mn、およびCrを含有させ
ることに加え、オーステナイト生成元素であるNi、
Co、 Cu、 Nの中から少なくとも1つを含有させ
、塑性加工ひずみを付加する所定の温度においてひずみ
付加前のミクロ組織を、オーステナイト主体またはオー
ステナイトを主体としεマルテンサイトを一部含むもの
、とすることが必要である。
Ni にッケル):
旧は強力なオーステナイト生成元素であり、所定のミク
ロ組織を得るために有効な元素である。
ロ組織を得るために有効な元素である。
しかしながら、Niの含を量が20.0wt.%を超え
るとεマルテンサイトの変態点(Ms)を著しく低温3
fi ヘ移1”rさせ、εマルテンサイトがひずみ付加
時に生成困難となる。
るとεマルテンサイトの変態点(Ms)を著しく低温3
fi ヘ移1”rさせ、εマルテンサイトがひずみ付加
時に生成困難となる。
従って、Niの含有量は20.0wt0%以下に限定す
べきである。
べきである。
Co (コバルト);
Coはオーステナイト生成元素であり、所定のミクロ組
織を得るために有効な元素である。また、Ni、 Cu
、 Nは、含有させると変態点(Ms)を低下させるの
に対し、Coは変態点(Ms)をほとんど低下させない
、従って、Goは変態点(Ms)を所定の温度内にBi
I節し、ひずみ付加時にεマルテンサイトを生成させる
ために穫めて有効な元素である。
織を得るために有効な元素である。また、Ni、 Cu
、 Nは、含有させると変態点(Ms)を低下させるの
に対し、Coは変態点(Ms)をほとんど低下させない
、従って、Goは変態点(Ms)を所定の温度内にBi
I節し、ひずみ付加時にεマルテンサイトを生成させる
ために穫めて有効な元素である。
しかしながら、Coの含有量が30.0wt.%を超え
ると前述の効果が飽和する。
ると前述の効果が飽和する。
従って、Coの含有量は30.Owt、%以下に限定す
べきである。
べきである。
Cu(w4):
Cuはオーステナイト生成元素である。Cuを@量含存
させることによって耐食性が向上するので、Cuは有効
な元素である。しかしながら、Cuにはオーステナイト
の積層欠陥エネルギーを高める作用があるため、Cuの
含有量が3.0wt.%を超えるととマルテンサイトの
生成を阻害する。
させることによって耐食性が向上するので、Cuは有効
な元素である。しかしながら、Cuにはオーステナイト
の積層欠陥エネルギーを高める作用があるため、Cuの
含有量が3.0wt.%を超えるととマルテンサイトの
生成を阻害する。
従って、Cuの含有量は3.Owt、%以下に限定すべ
きである。
きである。
N(窒素):
Nはオーステナイトの生成元素である。Nを微量含有さ
せることによって耐食性およびオーステナイトの降伏強
度が高まるので、Nは有効な元素である。しかしながら
、Nの含有量が0.4wt、χを超えるとCr、 St
の窒化物生成を容易にし、形状記憶効果を阻害する場合
がある。
せることによって耐食性およびオーステナイトの降伏強
度が高まるので、Nは有効な元素である。しかしながら
、Nの含有量が0.4wt、χを超えるとCr、 St
の窒化物生成を容易にし、形状記憶効果を阻害する場合
がある。
従って、Nの含有量は0.4wt、%以下に限定すべき
である。
である。
この発明において、優れた被削性を有する鉄基合金とす
るために、上述の元素に加えて、S、Te。
るために、上述の元素に加えて、S、Te。
Se、 Pb、 BiおよびCaの中から少なくとも1
つ舅上を含有することが必要である。
つ舅上を含有することが必要である。
s (I黄):
Sは、快削元素である。Sは通常不純物として扱われる
が、この発明においてはSを積極的に添加することによ
り硫化物の形で、合金中に均一に分布し、切削時におい
てひずみの集中源となって被削性を向上させる。しかし
ながら、Sの含有量が0.4wt、χを超えると、この
効果が飽和するばかりでなく、耐食性が著しく損なわれ
、且つ、形状記憶特性が劣化する。
が、この発明においてはSを積極的に添加することによ
り硫化物の形で、合金中に均一に分布し、切削時におい
てひずみの集中源となって被削性を向上させる。しかし
ながら、Sの含有量が0.4wt、χを超えると、この
効果が飽和するばかりでなく、耐食性が著しく損なわれ
、且つ、形状記憶特性が劣化する。
従って、Sの含有量は0.4wt、%以下に限定すべき
である。
である。
Te (テルル):
Teは、快削元素である。TeはTe化合物の状態で、
合金中に均一に分布し、切削時においてひずみの集中源
となって被削性を向上させる。しかしながら、Teの含
有量が0.4wt0%を趨えると、この効果が飽和する
ばかりでな(、耐食性が著しく損われ、且つ、形状記憶
特性が劣化する。
合金中に均一に分布し、切削時においてひずみの集中源
となって被削性を向上させる。しかしながら、Teの含
有量が0.4wt0%を趨えると、この効果が飽和する
ばかりでな(、耐食性が著しく損われ、且つ、形状記憶
特性が劣化する。
従って、Teの含有量はOo・4 wt、%以下に限定
すべきである。
すべきである。
Se (セレン):
Seは快削元素である。 SeはSe化合物の状態で、
合金中に均一に分布し、切削時においてひずみの集中源
とが〜被削性を向上させる。しかしながらSeの含有量
が0.4wt、2を超えると、この効果が飽和するばか
りでなく、形状記憶特性が劣化する。
合金中に均一に分布し、切削時においてひずみの集中源
とが〜被削性を向上させる。しかしながらSeの含有量
が0.4wt、2を超えると、この効果が飽和するばか
りでなく、形状記憶特性が劣化する。
従って、Seの含有量は0.4wt、%以下に限定すべ
きである。
きである。
pb (鉛):
Pbは、快削元素である。 pbは耐食性を損なうこと
なく、被削性を向上させる元素である。しかしながら、
pbの含有量が0.4wt、χを超えると被削性の改善
効果が飽和するばかりでなく、熱間加工性が著しく損な
われる。
なく、被削性を向上させる元素である。しかしながら、
pbの含有量が0.4wt、χを超えると被削性の改善
効果が飽和するばかりでなく、熱間加工性が著しく損な
われる。
従って、pbの含有量は0.4wt、%以下に限定すべ
きである。
きである。
Bi (ビスマス):
Biは、快削元素である。 Biは耐食性を損うことな
く、被削性を向上させる元素である。しかしながら、B
iの含有量が0.4wt、χを超えると被削性の改善効
果が飽和するばかりでなく、熱間加工性が著しく損なわ
れる。
く、被削性を向上させる元素である。しかしながら、B
iの含有量が0.4wt、χを超えると被削性の改善効
果が飽和するばかりでなく、熱間加工性が著しく損なわ
れる。
従って、Biの含有量は0.4wt、%以下に限定すべ
きである。
きである。
Ca (カルシウム):
Caは、快削元素である。 Caは微量添加させること
により、耐食性を損なうことなく、被削性を向上させる
元素である。しかしながら、Caが0.01wt、χを
超えると効果が飽和する。
により、耐食性を損なうことなく、被削性を向上させる
元素である。しかしながら、Caが0.01wt、χを
超えると効果が飽和する。
従って、Caの含有量はO,01wt、%以下に限定す
べきである。
べきである。
次にこの発明を実施例により説明する。
第1表に示す、この発明の範囲内の化学成分組成を有す
る本発明鋼およびこの発明の範囲外の化学成分組成を有
する比較鋼を大気または真空溶解炉を用いて溶製し、造
塊後、1000°C〜1250°Cで加熱し、厚さ20
amまで熱間圧延を行ない、本発明鋼の供試体(以下r
本発明の供試体」と称す)胤1〜徹9、および、比較鋼
の供試体(以下「比較用供試体」と称す)N[Llo−
N[Li2を調製した。
る本発明鋼およびこの発明の範囲外の化学成分組成を有
する比較鋼を大気または真空溶解炉を用いて溶製し、造
塊後、1000°C〜1250°Cで加熱し、厚さ20
amまで熱間圧延を行ない、本発明鋼の供試体(以下r
本発明の供試体」と称す)胤1〜徹9、および、比較鋼
の供試体(以下「比較用供試体」と称す)N[Llo−
N[Li2を調製した。
調製した供試体の各々に、丸棒引張試験片(6■φ、標
点間距H30■)を用い、所定の温度で4%の引張歪を
付加した後、200℃以上で焼鈍し、標点間距離の変化
量を測定して評価し、形状記憶効果r (S0M、I!
、) Jとして第1表に併せて示した。
点間距H30■)を用い、所定の温度で4%の引張歪を
付加した後、200℃以上で焼鈍し、標点間距離の変化
量を測定して評価し、形状記憶効果r (S0M、I!
、) Jとして第1表に併せて示した。
評価基準は、形状記憶効果が70%以上のものを◎、3
0%〜70%未満のものを0530%未満のものを×と
して表示した。
0%〜70%未満のものを0530%未満のものを×と
して表示した。
形状記憶効果の算出方法は下記の通りである。
S、MJ!、 (χ)−((11−1m)/(11−I
I)) X1001゜:初期標点間距離、 l、:引張後の標点間距離、 1富 :焼鈍後の標点間距離。
I)) X1001゜:初期標点間距離、 l、:引張後の標点間距離、 1富 :焼鈍後の標点間距離。
調製した供試体の各々に、3月間の大気基n試験を行な
い、発錆状況を目視にて評価し、「耐食性」として第1
表に併せて示した。
い、発錆状況を目視にて評価し、「耐食性」として第1
表に併せて示した。
評価基準は、発錆が認められないもの、または、発錆が
多少認められるものをO1発錆が著しく認められるもの
を×として表示した。
多少認められるものをO1発錆が著しく認められるもの
を×として表示した。
被削性は、正面フライスにおける超硬工具の寿命を比較
用供試体Nlll0および11を1としたときの比率で
評価した。
用供試体Nlll0および11を1としたときの比率で
評価した。
第1表に示すように、比較用供試体Nlll0および1
1は、本発明供試体Nll〜9と比べて、形状記憶効果
および耐食性は同等であるが、被削性については劣って
いることが分かった。
1は、本発明供試体Nll〜9と比べて、形状記憶効果
および耐食性は同等であるが、被削性については劣って
いることが分かった。
Teの含有量がこの発明の範囲を外れて高い比較用供試
体階12、および、Sの含有量がこの発明の範囲を外れ
て高い比較用供試体N1113は、いずれも形状記憶効
果および耐食性が劣っていた。
体階12、および、Sの含有量がこの発明の範囲を外れ
て高い比較用供試体N1113は、いずれも形状記憶効
果および耐食性が劣っていた。
Seの含有量がこの発明の範囲を外れて高い比較用供試
体N1114は、形状記憶効果が劣っており、且つ、本
発明の供試体に3と比べて、Ssを添加しているのにも
かかわらず、被削性の改善がほとんど認められなかった
。
体N1114は、形状記憶効果が劣っており、且つ、本
発明の供試体に3と比べて、Ssを添加しているのにも
かかわらず、被削性の改善がほとんど認められなかった
。
これに対して、本発明の供試体Nal〜9は、いずれも
形状記憶効果、耐食性および被削性が優れていた。
形状記憶効果、耐食性および被削性が優れていた。
以上説明したように、この発明によれば、被削性および
耐食性に優れた鉄基形状記憶合金が得られる産業上有用
゛な効果がもたらされる。
耐食性に優れた鉄基形状記憶合金が得られる産業上有用
゛な効果がもたらされる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Si:2.0wt.%〜8.0wt.%、 Mn:1.0wt.%〜15.0wt.%未満、Cr:
0.1wt.%〜5.0wt.%未満、下記からなる群
から選んだ少なくとも1つの元素、 Ni:20.0wt.%以下、 Co:30.0wt%以下、 Cu:3.0wt.%以下、 N:0.4wt.%以下、さらに、 下記からなる群から選んだ少なくとも1つの元素、 S:0.4wt.%以下、 Te:0.4wt.%以下、 Se:0.4wt.%以下、 Pb:0.4wt.%以下、 Bi:0.4wt.%以下、 Ca:0.01wt.%以下、および、 残り:Feおよび不可避的不純物、 からなることを特徴とする、被削性および耐食性に優れ
た鉄基形状記憶合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP734489A JPH02190447A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 被削性および耐食性に優れた鉄基形状記憶合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP734489A JPH02190447A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 被削性および耐食性に優れた鉄基形状記憶合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02190447A true JPH02190447A (ja) | 1990-07-26 |
Family
ID=11663329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP734489A Pending JPH02190447A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | 被削性および耐食性に優れた鉄基形状記憶合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02190447A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014040645A (ja) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | National Institute For Materials Science | 快削鉄系形状記憶合金 |
-
1989
- 1989-01-13 JP JP734489A patent/JPH02190447A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014040645A (ja) * | 2012-08-23 | 2014-03-06 | National Institute For Materials Science | 快削鉄系形状記憶合金 |
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