JPH0277554A - Iron-base shape memory alloy excellent in shape memory characteristic, corrosion resistance, and high-temperature oxidation resistance - Google Patents

Iron-base shape memory alloy excellent in shape memory characteristic, corrosion resistance, and high-temperature oxidation resistance

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JPH0277554A
JPH0277554A JP1085152A JP8515289A JPH0277554A JP H0277554 A JPH0277554 A JP H0277554A JP 1085152 A JP1085152 A JP 1085152A JP 8515289 A JP8515289 A JP 8515289A JP H0277554 A JPH0277554 A JP H0277554A
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shape memory
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Abstract

PURPOSE:To obtain an iron-base shape memory alloy excellent in shape memory characteristics, corrosion resistance, and high-temp. oxidation resistance by incorporating specific amounts of Cr and Si to Fe and also incorporating Mn, Ni, Co, Cu, and N so that they are in specific proportions to Cr and Si, respectively. CONSTITUTION:An Fe alloy having a composition which consists of, by weight, 5.0-20.0% Cr, 2.0-8.0% Si, at least one kind among 0.1-14.8% Mn, 0.1-20.0% Ni, 0.1-30.0% Co, 0.1-3.0% Cu, and 0.001-0.400% N, and the balance Fe and in which quantitative relations in Ni+0.5Mn+0.4Co+0.06Cu+0.002N>=0.67(Cr+1.2Si)-3 are satisfied among the contained components is melted and cast. By this method, the iron-base shape memory alloy having superior characteristics can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、形状記憶特性、耐食性および耐高温酸化性
に優れた鉄基形状記憶合金に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an iron-based shape memory alloy having excellent shape memory properties, corrosion resistance, and high temperature oxidation resistance.

[従来の技術] 形状記憶合金とは、マルテンサイト変態点近傍の所定温
度において1合金に塑性変形を加え1次いで、前記合金
を、その母相に逆変態する温度以上の所定温度に加熱し
たときに、塑性変形を加える前の、元の形状に回復する
特性を示す合金をいう、形状記憶合金に所定温度におい
て塑性変形を加えることにより、前記合金の結品梼造は
、その母相からマルテンサイトに変態する。このように
塑性変形が加えられた合金を、その後、その母相に逆変
態する温度以上の所定温度に加熱すると。
[Prior Art] A shape memory alloy is produced by plastically deforming an alloy at a predetermined temperature near the martensitic transformation point, then heating the alloy to a predetermined temperature higher than the temperature at which it reversely transforms into its parent phase. By applying plastic deformation to a shape memory alloy at a predetermined temperature, which is an alloy that exhibits the property of recovering to its original shape before plastic deformation, the formation of marten from its matrix is possible. Transform into a site. When the alloy that has been plastically deformed in this way is then heated to a predetermined temperature that is higher than the temperature at which it reversely transforms into its parent phase.

マルテンサイトは、元の母相に逆変態し、かくして、前
記合金は、形状記憶特性を示す。これにより、塑性変形
した前記合金は、塑性変形を加える前の元の形状に回復
する。
The martensite transforms back to the original matrix and thus the alloy exhibits shape memory properties. As a result, the plastically deformed alloy recovers to its original shape before being plastically deformed.

このような形状記憶特性を有する合金として、これまで
、非鉄系形状記憶合金が多数知られでいる。(例えば、
舟久保煕康編「形状記憶合金」1984年産業図書)。
Many non-ferrous shape memory alloys have been known as alloys having such shape memory properties. (for example,
Shape Memory Alloys (ed., Hiroyasu Funakubo, 1984, Sangyo Tosho).

その中で、Ni −Ti系およびCu系の形状記憶合金
は、既に実用化されており、そして、管継手、衣料、医
療機器およびアクチ1エータ等が、これ等の非鉄系形状
記憶合金を使用して製造されている。このように、形状
記憶合金を種々の用途に応用した技術の開発が、近年、
盛んに行なわれている。
Among them, Ni-Ti-based and Cu-based shape memory alloys have already been put into practical use, and these non-ferrous shape memory alloys are used in pipe fittings, clothing, medical equipment, actuators, etc. It is manufactured by In recent years, the development of technology that applies shape memory alloys to various uses has been progressing.
It is actively practiced.

しかしながら、非鉄系形状記憶合金は、高価であるため
に、経済性の面で制約を受ける。かかる事情から、非鉄
系形状記憶合金よりも安価な鉄基形状記憶合金が開発さ
れつつある。このように、経済性の面で制約のある非鉄
系形状記憶合金に代って、鉄基形状記憶合金の適用範囲
の拡大が期待されている。
However, since non-ferrous shape memory alloys are expensive, they are economically limited. Under these circumstances, iron-based shape memory alloys that are cheaper than non-ferrous shape memory alloys are being developed. As described above, it is expected that the range of application of iron-based shape memory alloys will be expanded in place of non-ferrous shape memory alloys, which are economically limited.

塑性変形を加えることによって、鉄基形状記憶合金がそ
の母指から変態するマルテンサイトの結晶構造の見地か
らすると、鉄基形状記憶合金を、fct (面心正方品
)、 bet (体心立方晶)およびheρ(稠密六方
晶)に大きく大別できる。
From the viewpoint of the crystal structure of martensite, which transforms from the thumb of an iron-based shape memory alloy through plastic deformation, iron-based shape memory alloys can be classified into fct (face-centered tetragonal) and BET (body-centered cubic) ) and heρ (dense hexagonal crystal).

塑性変形を加えることによって、その母相からfctマ
ルテンサイトに変態する鉄基形状記憶合金として、Fe
 −Pb系およびFe −Pt系が知られている。
Fe is an iron-based shape memory alloy that transforms from its matrix to fct martensite by applying plastic deformation.
-Pb system and Fe-Pt system are known.

(例えば、大鴫隆一部ら著、「日本金属学会誌、第48
巻、@9号、 1984.P881J )。これらの鉄
基形状記憶合金は、良好な形状記憶特性を示す。
(For example, “Journal of the Japan Institute of Metals, Vol.
Volume, No. 9, 1984. P881J). These iron-based shape memory alloys exhibit good shape memory properties.

塑性変形を加えることによって、その母指からbetマ
ルテンサイト(以下「α′フマルンサイト」という)に
変態する鉄基形状記憶合金として、Fe−Pt系(例え
ば、UMEMOTOA WAYMAN著、r Acta
Metallurgica、 Vol 26. Per
gamon Press 1978Printed i
n Great Brj、tainJ P1529)お
よびFe −N1〜Co−T、i系(特開昭60−23
4950号公報、特開昭61〜106746号公報)の
合金が知られている。α′フマルンサイトは、高い積層
欠陥エネルギーを有する合金中に形成される相であり、
その結果、変態時における体積変化が大きい。従って、
変態時に。
As an iron-based shape memory alloy that transforms from its thumb to bet martensite (hereinafter referred to as "α'fumarunsite") by applying plastic deformation, Fe-Pt type (for example, r Acta by UMEMOTOA WAYMAN) is used.
Metalurgica, Vol 26. Per
gamon Press 1978Printed i
n Great Brj, tainJ P1529) and Fe-N1~Co-T, i system (JP-A-60-23
The alloys disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 4950 and Japanese Patent Application Laid-open No. 61-106746 are known. α′ fumarunsite is a phase formed in alloys with high stacking fault energy;
As a result, the volume change during metamorphosis is large. Therefore,
During perversion.

α′マルテンサイト内に、すベリ変形が起り易く。Slipping deformation easily occurs within α′ martensite.

そして、これらの鉄基形状記憶合金は、そのままの状態
においては、良好な記憶形状特性を示さない。
These iron-based shape memory alloys do not exhibit good shape memory characteristics in their original state.

しかしながら、これらの鉄基形状記憶合金の母相を、イ
ンバー効果(即ち、ある温度域において、熱膨張係数が
非常に小さくなる@象)を有する母指にすることによっ
て、これらの合金のα′フマルンサイトのすべり変形が
抑制され、そして、その結果、これらの合金が良好な形
状記憶特性を示すことが知られている。
However, by making the parent phase of these iron-based shape memory alloys into the thumb that has the Invar effect (i.e., the coefficient of thermal expansion becomes extremely small in a certain temperature range), the α' It is known that the sliding deformation of fumarunsite is suppressed and, as a result, these alloys exhibit good shape memory properties.

塑性変形を加えることによって、その母相からhcρマ
ルテンサイト(以下「εマルテンサイト」という)に変
態する鉄基形状記憶合金として、高マンガン鋼、および
、JIS規格に規定された5US304のオーステナイ
ト系ステンレス鋼が知られている。、εマルテンサイト
は、低い積層欠陥エネルギーを有する合金中に形成され
る相であり、その結果、変態時における体積変化が小さ
い。従って、変態時に、εマルテンサイト内に、すべり
変形が起り難く、そして、これらの鉄基形状記憶合金は
High manganese steel and 5US304 austenitic stainless steel specified in the JIS standard are used as iron-based shape memory alloys that transform from their parent phase to hcρ martensite (hereinafter referred to as "ε martensite") by applying plastic deformation. Steel is known. , ε martensite is a phase formed in alloys with low stacking fault energy, resulting in small volume changes during transformation. Therefore, during transformation, slip deformation is difficult to occur in ε martensite, and these iron-based shape memory alloys.

良好な形状記憶特性を示す。(例えば、西山善次著、「
マルテンサイト変態−基本編J 1971年12月丸善
)。
Shows good shape memory properties. (For example, Zenji Nishiyama, “
Martensitic Metamorphosis - Basic Edition J December 1971 Maruzen).

塑性変形を加えることによって、その母指からεマルテ
ンサイトに変態する鉄基形状記憶合金どして次の合金が
提案されている。
The following alloys have been proposed as iron-based shape memory alloys that transform from their thumb to ε-martensite by applying plastic deformation.

特公昭49−10409号公報に開示された鉄基形状記
憶合金: ■ Ni : 10〜18wt、%、 Cr : 10
〜25tyt、%において。
Iron-based shape memory alloy disclosed in Japanese Patent Publication No. 49-10409: ■ Ni: 10-18wt, %, Cr: 10
~25tyt,% at.

必要に応じ、Co : 20iit、%以下を含有させ
る系。
If necessary, the system contains Co: 20iit, % or less.

■ Cr : 10〜2(ht、%において、Ni :
 17.5wt、%以下、Mn : 30.5wt、%
以下、Co : 15wt、%以下を含有させる系、 (■ Mn:15〜35讐t6%を含有させる系、■ 
Mn : 12.5〜30tgt、%において、Ni 
: 15vt、%以下を含有させる系、 (以下、「先行技術1」という)。
■ Cr: 10-2 (ht,%), Ni:
17.5wt, % or less, Mn: 30.5wt, %
Hereinafter, a system containing Co: 15wt% or less, a system containing 6% of Mn: 15 to 35%, (■
Mn: 12.5-30tgt, %Ni
: A system containing 15vt, % or less (hereinafter referred to as "prior art 1").

先行技術1においては、形状記憶特性として実施例にみ
られるように、4%程度の引張歪を付加した後所定の温
度に加熱すると、1%程度の回復歪量が得られるもので
ある。
In Prior Art 1, as seen in the examples as shape memory characteristics, when a tensile strain of about 4% is applied and then heated to a predetermined temperature, a recovery strain of about 1% can be obtained.

特公昭59−83744号公報に開示された鉄基形状記
憶合金: ■ C:O,1〜0 、35wt、%+ Sl : 0
.5wt0%以下、Mn:8、0〜15.0wt.%、
 So Q A Q : 0.01〜0.06wtJを
含有する系、 (’2)  C: 0.1〜0.35wt、%、 Si
 : 0.5wt、x以下、Mn:8.0〜I5.0w
t.”l、 5oil An : 0.01〜0.06
wt、%において、Ni : 1.(ht、%以下、C
r : 1.0wt0%以下を含有させる系。(以下、
「先行技術2」という)。
Iron-based shape memory alloy disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-83744: ■ C: O, 1-0, 35wt, %+ Sl: 0
.. 5wt0% or less, Mn: 8, 0-15.0wt. %,
So Q A Q: System containing 0.01 to 0.06 wtJ, ('2) C: 0.1 to 0.35 wt, %, Si
: 0.5wt, x or less, Mn: 8.0~I5.0w
t. "l, 5oil An: 0.01~0.06
In wt, %, Ni: 1. (ht, % or less, C
r: A system containing 1.0wt0% or less. (below,
(referred to as "Prior Art 2").

先行技術2においては、形状記憶特性として実施例にみ
られるように、10%以下の引張歪量を付加した後所定
の温度に加熱することによって3割程度の回復量が得ら
れるものである。
In Prior Art 2, as seen in the Examples, the shape memory property can be recovered by about 30% by applying a tensile strain of 10% or less and then heating to a predetermined temperature.

先行技術1および2に開示された鉄基形状記憶合金は、
形状回復が部分的であり、回復量は付加歪の3割程度に
とどまるものである。
The iron-based shape memory alloys disclosed in Prior Art 1 and 2 are:
The shape recovery is only partial, and the amount of recovery is only about 30% of the added strain.

特公昭6 ]、 −54859号公報に開示された鉄基
形状記憶合金: Mn : 20〜4(ht、%、 Si : 3.5〜
8.(ht、%を含有する系。
Iron-based shape memory alloy disclosed in Japanese Patent Publication No. 6], -54859: Mn: 20-4 (ht, %, Si: 3.5-
8. (A system containing ht, %.

(以下、「先行技術3」という)。(Hereinafter referred to as "prior art 3").

特開昭61〜201761号公報に開示された鉄基形状
記憶合金: Mn : 20−40wt、%、 Si : 3.5−
8.0wt.%、 Ni : 10wt、%以下、 C
r : 10wt、%以下、Co : 1ovt、%以
下、MO: 2wt、%以下、C:1wt、%以下、 
AQ : 1wt、%以下、Cu : 1tit0%以
下を含有させる系。
Iron-based shape memory alloy disclosed in JP-A-61-201761: Mn: 20-40wt, %, Si: 3.5-
8.0wt. %, Ni: 10wt, % or less, C
r: 10wt, % or less, Co: 1ovt, % or less, MO: 2wt, % or less, C: 1wt, % or less,
AQ: 1wt% or less, Cu: 1tit0% or less.

(以下、「先行技術4」という)。(Hereinafter referred to as "prior art 4").

先行技術3および4に開示された鉄基形状記憶合金は優
れた形状記憶特性を有している。即ち。
The iron-based shape memory alloys disclosed in Prior Art 3 and 4 have excellent shape memory properties. That is.

先行技術3,4において得られる形状記憶特性は。The shape memory properties obtained in Prior Art 3 and 4 are as follows.

以下の通りである。It is as follows.

先行技術3,4の鉄基形状記憶合金を高周波加熱大気炉
内において溶解し、次いで、溶解した合金をインゴット
に鋳造し、次いで、このように鋳造したインゴットを、
1,050〜1,250℃の範囲内の温度に1時間保持
し、そして1次いで、このように加熱したインゴットを
熱間圧延することによって、0.5mm X 1.5o
n X 30mmの寸法を有する試験片を調製した。次
いで、このようにして調製した試験片を室温において4
5°の角度に曲げることによって、これに塑性変形を加
え、そして、前記試験片を、オーステナイト変態点以上
の所定温度に加熱した。このようにして、前記合金の形
状回復率を調べたところ、前記合金は、75〜90%の
形状回復率を示した6 [発明が解決しようとする課題] しかしながら、先行技術3に開示された鉄基形状記憶合
金は、優れた形状記憶特性を有するものの、耐食性およ
び耐高温酸化性については不充分なものである。
The iron-based shape memory alloys of Prior Art 3 and 4 are melted in a high-frequency heating atmospheric furnace, the melted alloy is then cast into an ingot, and the ingot thus cast is then
By holding at a temperature in the range of 1,050-1,250 °C for 1 hour and then hot rolling the thus heated ingot,
Test specimens with dimensions of n x 30 mm were prepared. Next, the test piece prepared in this way was incubated at room temperature for 4 hours.
Plastic deformation was applied to the test piece by bending it at an angle of 5°, and the test piece was heated to a predetermined temperature above the austenite transformation point. When the shape recovery rate of the alloy was investigated in this way, it was found that the alloy showed a shape recovery rate of 75 to 90%.6 [Problems to be Solved by the Invention] However, the problems disclosed in Prior Art 3 Although iron-based shape memory alloys have excellent shape memory properties, they are insufficient in corrosion resistance and high temperature oxidation resistance.

先行技術4に開示された鉄基形状記憶合金は、耐食性を
向上させる目的で、Cr、 Ni、 CoおよびM。
The iron-based shape memory alloy disclosed in Prior Art 4 contains Cr, Ni, Co and M for the purpose of improving corrosion resistance.

のうちの少なくとも1つの元素を、前記合金に添加する
ものである。しかしながら、先行技術4は。
At least one element of the above is added to the alloy. However, prior art 4.

次の問題を有している。即ち、上述したように、合金の
耐食性を向上させるために、Cr、 Ni、 Coおよ
びMOのうちの少なくとも1つの元素を添加しているが
、特にマンガンを20〜4(ht、%と多量に添加して
いるので、耐食性の向上効果は、必ずしも充分ではない
。更に、先行技術4は、塑性変形を加えた後、元の形状
に回復させる目的で、合金を加熱するときに必要とされ
る、充分な耐高温酸化性を合金に付与することができな
い。15wt、Z以上である、20〜40w七、2のM
nを含有し、更にCrを含有する先行技術4の合金は、
Crが存在しているために、非常に脆い金属間化合物(
以下、「σ相」という)を形成し易い。このσ相の形成
および存在は、鉄基形状記憶合金の形状記憶特性、加工
性および靭性を著しく劣化させる。
I have the following problem. That is, as mentioned above, in order to improve the corrosion resistance of the alloy, at least one element among Cr, Ni, Co, and MO is added, and in particular, manganese is added in a large amount of 20 to 4 (ht, %). Since the corrosion resistance is added, the effect of improving corrosion resistance is not necessarily sufficient.Furthermore, in Prior Art 4, after applying plastic deformation, it is necessary to heat the alloy for the purpose of recovering the original shape. , cannot impart sufficient high-temperature oxidation resistance to the alloy.More than 15wt, Z, 20-40w7, M of 2
The alloy of prior art 4 containing n and further containing Cr is
Due to the presence of Cr, very brittle intermetallic compounds (
(hereinafter referred to as "σ phase"). The formation and presence of this σ phase significantly deteriorates the shape memory properties, workability, and toughness of iron-based shape memory alloys.

このようなことから、形状記憶特性、耐食性および耐高
温酸化性に優れた鉄基形状記憶合金の開発が強く望まれ
ているが、かかる鉄基形状記憶合金は、まだ提案されて
いない。
For these reasons, there is a strong desire to develop an iron-based shape memory alloy with excellent shape memory properties, corrosion resistance, and high-temperature oxidation resistance, but such an iron-based shape memory alloy has not yet been proposed.

従って、この発明の目的は、形状記憶特性、耐食性およ
び耐高温酸化性に優れた鉄基形状記憶合金を提供するこ
とにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide an iron-based shape memory alloy having excellent shape memory properties, corrosion resistance, and high temperature oxidation resistance.

[課題を解決するための手段] hcp型鉄型鉄状形状記憶合金所定温度において塑性変
形を加えると、前記合金の相は、その母相、即ち、オー
ステナイトからεマルテンサイトに変態する。ぞの母相
がこのようにεマルテンサイトに変態した前記合金を、
その後、オーステナイト変態点(以下rAf点」という
)以上で且つAf点近傍の温度に加熱すると、εマルテ
ンサイトは、その母相、即ち、オーステナイトに逆変態
し、そして、その結果、塑性変形を加えられた前記合金
は、塑性変形を加える前の、元の形状に回復する。
[Means for Solving the Problems] When plastic deformation is applied to an HCP-type ferrous shape memory alloy at a predetermined temperature, the phase of the alloy transforms from its parent phase, that is, austenite, to ε-martensite. The above alloy in which the parent phase of the matrix has been transformed into ε-martensite in this way,
Thereafter, when heated to a temperature above the austenite transformation point (hereinafter referred to as rAf point) and near the Af point, ε-martensite undergoes reverse transformation into its parent phase, that is, austenite, and as a result, undergoes plastic deformation. The alloy recovers to its original shape before plastic deformation.

上述したhcp型鉄型鉄状形状記憶合金れた形状記憶特
性を発揮させるためには、下記条件を満たす必要がある
In order to exhibit the shape memory properties of the above-mentioned HCP type iron shape memory alloy, it is necessary to satisfy the following conditions.

(1)前記合金に所定温度において塑性変形を加える前
の、前記合金の母相は、主としてオーステナイトからな
ることが必要である。上述した所定温度とは、前記合金
にその温度において塑性変形を加えると、母相からεマ
ルテンサイトに変態することができる温度をいう。
(1) Before plastic deformation is applied to the alloy at a predetermined temperature, the parent phase of the alloy needs to mainly consist of austenite. The above-mentioned predetermined temperature refers to a temperature at which the parent phase can transform into ε-martensite when plastic deformation is applied to the alloy at that temperature.

(2)  オーステナイトの積層欠陥エネルギーは、低
くなければならない。更に、前記合金に塑性変形を加え
ることによって、その母相からεマルテンサイトのみに
変態することを必要とし、α′フマルンサイトに変態し
てはならない。
(2) The stacking fault energy of austenite must be low. Furthermore, by applying plastic deformation to the alloy, it is necessary that the parent phase transforms only into ε martensite, and not into α' fumarunsite.

(3)オーステナイl−の降伏強度は、高くなければな
らない。更に、前記合金に塑性変形を加えたときに、前
記合金の結晶構造中にすべり変形が生じてはならない。
(3) The yield strength of austenite l- must be high. Furthermore, when plastic deformation is applied to the alloy, no sliding deformation should occur in the crystal structure of the alloy.

この発明は、上記条件を満たしつつ、前述の従来技術の
問題点を解決するものであり、Cr :  5.0〜2
0.0wt.%、Si : 2.0〜8.0wt.%。
This invention solves the problems of the prior art described above while satisfying the above conditions.Cr: 5.0 to 2
0.0wt. %, Si: 2.0-8.0wt. %.

下記からなる群から選んだ少なくとも1つの元素。At least one element selected from the group consisting of:

Mn : 0.1〜14.8wt、%、Ni : O,
1〜20.0wt.%。
Mn: 0.1-14.8wt, %, Ni: O,
1-20.0wt. %.

Co : 0,1〜30.(ht、%。Co: 0,1~30. (ht,%.

Cu : 0.1〜3.0tst、%、N  :0.0
01〜0.400留t0%、但し、Ni+ 0.5Mn
+ 0.4Co+ 0.06Cu+ 0.002N≧0
.67 (Cr+1.2SL)  −3、および、 残り二Feおよび不可避的不純物 からなることに特徴を有するものである。
Cu: 0.1-3.0tst,%, N: 0.0
01-0.400 t0%, however, Ni + 0.5Mn
+ 0.4Co+ 0.06Cu+ 0.002N≧0
.. 67 (Cr+1.2SL) -3, and the remainder consists of Fe and inevitable impurities.

次に、この発明の鉄基形状記憶合金の化学成分組成を、
上述した範囲内に限定した理由を、以下に述べる。
Next, the chemical composition of the iron-based shape memory alloy of this invention is as follows:
The reason for limiting the range to the above-mentioned range will be described below.

(1)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、そして、合金の耐食性および耐高温酸化性を向上
させる作用がある。更に、Crには、オーステナイトの
降伏強度を高める作用がある。
(1) Cr (Chromium): Cr has the effect of lowering the stacking fault energy of austenite and improving the corrosion resistance and high temperature oxidation resistance of the alloy. Furthermore, Cr has the effect of increasing the yield strength of austenite.

しかしながら、Crの含有量が5.0wt.%未満では
、上述した作用に所望の効果が得られない。一方、Cr
の含有量が20.0tgt、%を超えることは、次の理
由により許されない。即ち、Crは、フェライト形成元
素であるから、Cr含有量が増加すると、オーステナイ
トの形成が阻害される。このため、この発明においては
、オーステナイトを形成させるために、後述するように
オーステナイト形成元素である、Mn、 Ni、 Co
、 CuおよびNのうちの少なくとも1つの元素を1合
金に添加する。Cr含有量が増加すると、上述したオー
ステナイト形成元素もより多量に添加する必要がある。
However, the Cr content is 5.0wt. If the amount is less than %, the desired effects described above cannot be obtained. On the other hand, Cr
It is not allowed for the content to exceed 20.0tgt,% for the following reasons. That is, since Cr is a ferrite-forming element, when the Cr content increases, the formation of austenite is inhibited. Therefore, in this invention, in order to form austenite, Mn, Ni, Co, which are austenite forming elements, are used as described below.
, adding at least one element of Cu and N to one alloy. As the Cr content increases, it is also necessary to add larger amounts of the austenite-forming elements mentioned above.

しかしながら、オーステナイト形成元素を多量に添加す
ることは、経済的に不利である。更に、Cr含有量が増
加すると。
However, adding a large amount of austenite-forming elements is economically disadvantageous. Furthermore, when the Cr content increases.

合金中にσ相が形成し易くなる。このような理由から、
 Cr含有量が20.0wt.%を超えると、オーステ
ナイト形成元素の含有量を増加する必要があるので、経
済性が損われ、そして、更に、σ相の形成に因って、合
金の形状記憶特性9加工性および靭性が劣化する。従っ
て、Cr含有量は、5.0〜20.0wt.%の範囲内
に限定すべきである。
σ phase tends to form in the alloy. For this reason,
Cr content is 20.0wt. %, it is necessary to increase the content of austenite-forming elements, which impairs economic efficiency, and furthermore, due to the formation of σ phase, the shape memory properties 9 of the alloy deteriorate in workability and toughness. do. Therefore, the Cr content is 5.0 to 20.0wt. It should be limited within the range of %.

(2) Si (ケイ素): Siには、オーステナイトの積層欠陥エネルギーを低下
させ、そして、合金の耐高温酸化性を向上させる作用が
ある。更に、Siには、オーステナイトの降伏強度を高
める作用がある。しかしながら、Si含有量が2.0w
t.%未満では、上述した作用に所望の効果が得られな
い。一方、Si含有量が8.Owt。
(2) Si (Silicon): Si has the effect of lowering the stacking fault energy of austenite and improving the high temperature oxidation resistance of the alloy. Furthermore, Si has the effect of increasing the yield strength of austenite. However, the Si content is 2.0w.
t. If the amount is less than %, the desired effects described above cannot be obtained. On the other hand, the Si content is 8. Owt.

%を超えると、合金の延性が著しく低下し、そして、合
金の熱間加工性および冷間加工性が著しく悪化する。従
って、Si含有量は、2.0〜8.0wt.%の範囲内
に限定すべきである。
%, the ductility of the alloy decreases significantly, and the hot workability and cold workability of the alloy deteriorate significantly. Therefore, the Si content is 2.0 to 8.0wt. It should be limited within the range of %.

我々は、鉄基形状記憶合金における、CrおよびSiの
含有量が、耐高温酸化性に及ぼす影響を、以下に述べる
試験によって調べた。即ち、オーステナイト形成元素で
ある。0.1〜14.8すt9%のMnを含有する合金
鋼中の、フェライト形成元素であるCrおよびSiの含
有量を変化させながら、後述する「実施例」に述べる方
法に従って1種々の供試体を調製した。 同様にして、
 16,3wt、%の1含有量。
We investigated the effects of the Cr and Si contents on high-temperature oxidation resistance in iron-based shape memory alloys by the tests described below. That is, it is an austenite-forming element. While varying the contents of Cr and Si, which are ferrite-forming elements, in an alloy steel containing 9% Mn of 0.1 to 14.8 st, one variety was prepared according to the method described in the "Example" below. A sample was prepared. Similarly,
1 content of 16,3wt,%.

6、(ht、%のCr含有量および6.(ht、%のS
i含有量を有する合金鋼から、「供試体A」を調製した
。次いで、このようにして調製した供試体の各々を、大
気雰囲気中において、600℃の温度に加熱し。
6.(ht,% Cr content and 6.(ht,% S)
"Specimen A" was prepared from an alloy steel having an i content. Next, each of the specimens thus prepared was heated to a temperature of 600° C. in an air atmosphere.

そして、各供試体の酸化状態を目視により観察して、供
試体の耐高温酸化性を評価した。この試験結果を第1図
に示す。
Then, the oxidation state of each specimen was visually observed to evaluate the high temperature oxidation resistance of the specimen. The test results are shown in FIG.

第1図において、横軸はCr含有量(wt、%)を示し
、そして、縦軸はSi含有量(wt、%)を示す。第1
図において、点線で囲んだ区域は、Cr含有量およびS
i含有量が、この発明の範囲内にあることを示す。また
、第1図において、「◎」印は、酸化が認められなかっ
たことを示し、「OJ印は、酸化が若干認められたこと
を示し、そして、「×」印は、酸化が顕著に認められた
ことを示す。第1図から明らかなように、0.1〜14
.lht、%の範囲内のMn含有量、 5.0〜20.
0wt.%の範囲内のCr含有量および2.0〜8.0
wt.%の範囲内のSi含有量を有する供試体は、優れ
た耐高温酸化性を示している。この発明の範囲外である
、16.3tit、%の高い1含有量を有する供試体r
AJは、極めて低い耐高温酸化性を示している。
In FIG. 1, the horizontal axis shows the Cr content (wt, %), and the vertical axis shows the Si content (wt, %). 1st
In the figure, the area surrounded by dotted lines indicates the Cr content and S
This shows that the i content is within the scope of this invention. In addition, in Figure 1, the "◎" mark indicates that no oxidation was observed, the "OJ" mark indicates that oxidation was slightly observed, and the "x" mark indicates that oxidation was noticeable. Indicates that it has been recognized. As is clear from Figure 1, 0.1 to 14
.. lht, Mn content within the range of 5.0-20.
0wt. Cr content within the range of 2.0-8.0
wt. Specimens with Si content within the range of % show excellent high temperature oxidation resistance. Specimen r with a high 1 content of 16.3tit,%, which is outside the scope of this invention.
AJ exhibits extremely low high temperature oxidation resistance.

この発明においては、フェライト形成元素であるCrお
よびSiを合金に添加し、そして、更に、オーステナイ
ト形成元素である、Mn、 Ni、Co、 Cuおよび
Nのうちの少なくとも1つの元素を合金に添加し、もっ
て、合金に塑性変形を加える前の、合金の母相を、主と
してオーステナイトとするものである。
In this invention, Cr and Si, which are ferrite-forming elements, are added to the alloy, and at least one element among Mn, Ni, Co, Cu, and N, which are austenite-forming elements, is added to the alloy. , the parent phase of the alloy is primarily austenite before plastic deformation is applied to the alloy.

<3) Mn (マンガン): Mnは、オーステナイトを形成する強力な元素であり、
そして、Mnには、合金に塑性変形を加える前の合金の
母相を、主としてオーステナイトにする作用がある。し
かしながら、Mn含有量が0,1wt。
<3) Mn (manganese): Mn is a strong element that forms austenite.
Mn has the effect of making the parent phase of the alloy mainly austenite before plastic deformation is applied to the alloy. However, the Mn content is 0.1wt.

2未満では、 上述した作用に所望の効果が得られない
。一方、 Mn含有量が14.8111t、%を超える
と、合金の耐食性および耐高温酸化性が悪化する。従っ
て、Mn含有量は、0.1〜14.8wt、対の範囲内
に限定すべきである。
If it is less than 2, the desired effects described above cannot be obtained. On the other hand, when the Mn content exceeds 14.8111t.%, the corrosion resistance and high temperature oxidation resistance of the alloy deteriorate. Therefore, the Mn content should be limited within the range of 0.1 to 14.8 wt.

我々は、鉄基形状記憶合金における、Mn含有量が破断
伸びに及ぼす影響を、以下に述べる引張試験によって調
べた。即ち、11.(ht、%のCr、6.Owt。
We investigated the effect of Mn content on elongation at break in iron-based shape memory alloys by the tensile test described below. That is, 11. (ht, %Cr, 6.Owt.

%のSiおよび12.0wt.%のNiを含有する合金
鋼中の、Mnの含有量を変化させながら、後述する「実
施例」に述べる方法に従って、種々の供試体を調製した
% Si and 12.0 wt. Various specimens were prepared according to the method described in the "Example" section below, while varying the Mn content in alloy steel containing %Ni.

次いで、このようにして調製された供試体の各々につい
て、引張り試験により、Mn含有量と破断伸びとの間の
関係を調べた。この試験結果を第2図に示す。
Next, for each of the specimens thus prepared, the relationship between Mn content and elongation at break was investigated by a tensile test. The test results are shown in FIG.

第2図において、横軸はMn含有量(t、It、%)を
示し、そして、縦軸は破断伸び(%)を示す。第2図に
おいて、実線で示した区域は、 Mn含有量がこの発明
の範囲内であることを示す。第2図から明らかなように
、1含有量が14.8すし6%を超えると、σ相の形成
に起因して、合金の破断伸びが低下する。
In FIG. 2, the horizontal axis shows Mn content (t, It, %), and the vertical axis shows elongation at break (%). In FIG. 2, the area indicated by a solid line indicates that the Mn content is within the range of the present invention. As is clear from FIG. 2, when the 1 content exceeds 14.8% and 6%, the elongation at break of the alloy decreases due to the formation of the σ phase.

(4) Ni にッケル): Niは、オーステナイトを形成する強力な元素であり、
そして、Niには、合金に塑性変形を加える前の、合金
の母相を、主としてオーステナイ1〜にする作用がある
。 しかしながら、Ni含有量が0.1wt、1未満で
は、上述した作用に所望の効果が得られない。一方、N
i含有量が20.(ht、%を超えると、Eマルテンサ
イトの変態点(以下、rMs点」という)が低温域に著
しく移行し、そして1合金に塑性変形を加える温度が著
しく低くなる。従って、Ni含有量は、0.1〜20.
(ht、%の範囲内に限定すべきである。
(4) Ni (nickel): Ni is a strong element that forms austenite,
Further, Ni has the effect of mainly changing the parent phase of the alloy to austenite 1 to 1 before plastic deformation is applied to the alloy. However, if the Ni content is less than 0.1 wt, 1, the desired effects described above cannot be obtained. On the other hand, N
i content is 20. (ht,%), the transformation point of E-martensite (hereinafter referred to as "rMs point") shifts significantly to a lower temperature range, and the temperature at which plastic deformation is applied to one alloy becomes significantly lower. Therefore, the Ni content , 0.1-20.
(ht, should be limited within the range of %.

(5) Co (コバルト): Coは、オーステナイト形成元素であり、そして、Co
には、合金に塑性変形を加える前の1合金の母相を、主
としてオーステナイトにする作用がある。
(5) Co (cobalt): Co is an austenite-forming element, and Co
has the effect of converting the parent phase of an alloy into mainly austenite before plastic deformation is applied to the alloy.

更に、Mn、 Ni、 CuおよびNには、Ms点を低
下させる作用があるのに対して、Coには、Ms点を殆
んど低下させないという作用がある。従って、 Coは
、Ms点を所望の温度範囲内に調節するために、極めて
有効な元素である。しかしながら、 Co含有量が0.
1wt、%未満では、 上述した作用に所望の効果が得
ら“れない。一方、Co含有量が30.(htJを超え
ても、上述した作用に格別の向上が得られない。従って
、Co含有量は、0.1〜30.0wt.%の範囲内に
限定すべきである。
Furthermore, Mn, Ni, Cu, and N have the effect of lowering the Ms point, whereas Co has the effect of hardly lowering the Ms point. Therefore, Co is an extremely effective element for adjusting the Ms point within a desired temperature range. However, if the Co content is 0.
If the Co content is less than 1 wt.%, the desired effects described above cannot be obtained.On the other hand, even if the Co content exceeds 30.0% (htJ), no particular improvement in the above-mentioned effects can be obtained. The content should be limited within the range of 0.1-30.0 wt.%.

(6) Cu (@)  : Cuは、オーステナイト形成元素であり、そして、Cu
には、合金に塑性変形を加える前の、合金の母相を、主
としてオーステナイトにする作用がある。
(6) Cu (@): Cu is an austenite forming element, and Cu
has the effect of making the parent phase of the alloy mainly austenite before plastic deformation is applied to the alloy.

更に、Cuには1合金の耐食性を向上させる作用がある
。 しかしながら、 Cu含有量が0.1wt、%未満
では、上述した作用に所望の効果が得られない。−方、
Cu含有量が3.0wt.%を超えると、εマルテンサ
イトの形成が阻害される。その理由は、 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
からである。従って、Cu含有量は、0.1〜3.0w
t.%の範囲内に限定すべきである。
Furthermore, Cu has the effect of improving the corrosion resistance of the alloy. However, if the Cu content is less than 0.1 wt.%, the desired effects described above cannot be obtained. - way,
Cu content is 3.0wt. %, the formation of ε-martensite is inhibited. The reason for this is that Cu has the effect of increasing the stacking fault energy of austenite. Therefore, the Cu content is 0.1 to 3.0w
t. It should be limited within the range of %.

(7) N (窒素): Nは、オーステナイト形成元素であり、そして、Nには
、合金に塑性変形を加える前の、合金の母相を、主とし
てオーステナイトにする作用がある。
(7) N (Nitrogen): N is an austenite-forming element, and N has the effect of mainly converting the parent phase of the alloy into austenite before plastic deformation is applied to the alloy.

更に、Nには、合金の耐食性を向上させ、そして、オー
ステナイトの降伏強度を高める作用がある。
Furthermore, N has the effect of improving the corrosion resistance of the alloy and increasing the yield strength of austenite.

しかしながら、N含有量が0.001未満では、上述し
た作用に所望の効果が得られない。一方、N含有量が0
.400wt、%を超えると、CrおよびSiの窒化物
が形成し易くなり、そして、合金の形状記憶特性が悪化
する。従って、N含有量は、0.001〜0.400w
t、%の範囲内に限定す入きである。
However, if the N content is less than 0.001, the desired effects described above cannot be obtained. On the other hand, when the N content is 0
.. If it exceeds 400 wt.%, Cr and Si nitrides tend to form, and the shape memory properties of the alloy deteriorate. Therefore, the N content is 0.001 to 0.400w
It is limited to a range of t and %.

(8)オーステナイト形成元素の合計含有量の、フェラ
イト形成元素の合計含有量に対する割合: この発明においては、上述したように、合金に所定温度
において塑性変形を加える前の、合金の母相は、主とし
てオーステナイトからなることが。
(8) Ratio of the total content of austenite-forming elements to the total content of ferrite-forming elements: In this invention, as described above, before plastic deformation is applied to the alloy at a predetermined temperature, the parent phase of the alloy is: It consists mainly of austenite.

絶対に必要である。従って、この発明においては、この
発明の合金の化学成分組成に対する上述した限定に加え
て、下式を満足させる必要がある。
Absolutely necessary. Therefore, in this invention, in addition to the above-mentioned limitations on the chemical composition of the alloy of this invention, it is necessary to satisfy the following formula.

Ni+0,5Mn+0.4Co+0.06Cu+0.0
02N≧0.67(Cr+ 1.2Si) −3゜この
発明の合金に含有されているオーステナイト形成元素の
オーステナイト形成力は、Nj当量の見地から、次のよ
うに表わすことができる。
Ni+0.5Mn+0.4Co+0.06Cu+0.0
02N≧0.67(Cr+1.2Si) −3° The austenite-forming power of the austenite-forming elements contained in the alloy of the present invention can be expressed as follows from the viewpoint of Nj equivalent.

Ni当量= Ni+ 0.5Mn+ 0.4Co+ 0
.06Cu+ 0.002NNi当量は、オーステナイ
ト形成力の指標である。
Ni equivalent = Ni+ 0.5Mn+ 0.4Co+ 0
.. 06Cu+ 0.002NNi equivalent is an indicator of austenite forming ability.

この発明の合金に含有されているフェライト形成元素の
フェライト形成力は、Cr当量の見地から、次のように
表わすことができる。
The ferrite-forming power of the ferrite-forming elements contained in the alloy of this invention can be expressed as follows from the viewpoint of Cr equivalent.

Cr当量=Cr+1.2Si Cr当量は、フェライト形成力の指標である。Cr equivalent=Cr+1.2Si Cr equivalent is an index of ferrite forming ability.

上述した式を満足させることによって1合金に所定温度
において塑性変形を加える前の9合金の母相を、主とし
てオーステナイトにすることができる。
By satisfying the above-mentioned formula, the parent phase of Alloy No. 9 can be made primarily of austenite before Alloy No. 1 is subjected to plastic deformation at a predetermined temperature.

(9)不純物: 不純物である、C2PおよびSの含有量は、Cについて
は1 tst、%以下、 Pについては0,1wt、%
以下、そして、 Sについては0,1vt、%以下であ
ることが望ましい。
(9) Impurities: The content of C2P and S, which are impurities, is 1 tst, % or less for C, and 0.1 wt, % for P.
It is desirable that S is 0.1vt% or less.

次に、この発明の鉄基形状記憶合金を、この発明の範囲
外の比較合金と対比しながら、実施例によって、更に詳
細に説明する。
Next, the iron-based shape memory alloy of the present invention will be explained in more detail by way of examples, while comparing it with comparative alloys outside the scope of the present invention.

[実施例] 第1表に示すように、この発明の範囲内の化学成分組成
を有するこの発明の合金鋼、および、同じく第1表に示
すように、この発明の範囲外の化学成分組成を有する比
較合金鋼を、大気圧下または真空下において、溶解炉内
において融解し、次いで、インゴットに鋳造した。次い
で、得られたインゴットを1000〜1250℃の範囲
内の温度に加熱し、そして1次いで、12nnの厚さに
まで熱間圧延して、この発明の合金鋼の供試体(以下、
「本発明供試体」という)N(11〜15.および、こ
の発明の範囲外の比較合金鋼の供試体(以下、「比較供
試体Jという)Nα1〜9を調製した。
[Example] As shown in Table 1, the alloy steel of the present invention has a chemical composition within the scope of the present invention, and as also shown in Table 1, the alloy steel of the present invention has a chemical composition outside the scope of the present invention. Comparative alloy steels having the following properties were melted in a melting furnace under atmospheric pressure or vacuum and then cast into ingots. The obtained ingot was then heated to a temperature within the range of 1000 to 1250°C and then hot rolled to a thickness of 12 nn to obtain the alloy steel specimen of the present invention (hereinafter referred to as
Samples Nα1 to 15 (referred to as "specimens of the present invention") and Nα1 to Nα9 of comparative alloy steels outside the scope of the present invention (hereinafter referred to as "comparative specimens J") were prepared.

次いで5本発明供試体N1kl〜15.および、比較供
試体Nc 1〜9の各々について、形状記憶特性、耐食
性および耐高温酸化性を、以下に述べる試験によって調
べた。これらの試験の結果を第1表に併せて示す。
Next, 5 test specimens of the present invention N1kl~15. The shape memory properties, corrosion resistance, and high temperature oxidation resistance of each of the comparative specimens Nc 1 to 9 were examined by the tests described below. The results of these tests are also shown in Table 1.

(1)  形状記憶特性 下記からなる引張試験によって、形状記憶特性を調べた
。上述したようにして調製した、本発明の供試体Nα1
〜15、および、比較供試体Na 1〜9の各々から、
直径6mおよび標点量比R30rmの丸棒上の試験片を
切り出し、このように切り出した試験片の各々に、第1
表に示す変形温度において、4%の引張り歪みを付加し
、次いで、各試験片を、Af点以上で且つAf点近傍の
所定温度に加熱し、次いで、前記引張り歪みを付加しそ
して加熱した後の各試験片の標点間距離を測定し、そし
て、標点間の測定結果に基づいて、形状回復率を演算し
て、各供試体の形状記憶特性を評価する。
(1) Shape memory properties Shape memory properties were investigated by a tensile test consisting of the following. Specimen Nα1 of the present invention prepared as described above
~15, and from each of comparative specimens Na 1 to 9,
A test piece on a round bar with a diameter of 6 m and a gauge ratio R of 30 rm was cut out, and each of the test pieces cut out in this way was
At the deformation temperature shown in the table, a 4% tensile strain is applied, and then each test piece is heated to a predetermined temperature above and near the Af point, and then, after the tensile strain is applied and heated, The gauge distance of each specimen is measured, and the shape recovery rate is calculated based on the measurement result between the gauges to evaluate the shape memory characteristics of each specimen.

上述した引張り試験の結果を、同じく第1表の「形状記
憶特性」の欄に示す。
The results of the above-mentioned tensile test are also shown in the "shape memory properties" column of Table 1.

形状記憶特性の評価基準は、次の通りであった。The evaluation criteria for shape memory properties were as follows.

O:形状回復率は、70%以上。O: Shape recovery rate is 70% or more.

○:形状回復率は、30〜70%未満。○: Shape recovery rate is 30 to less than 70%.

X:形状回復率は、30%未満。X: Shape recovery rate is less than 30%.

形状回復率は、下式に従って演算された。The shape recovery rate was calculated according to the formula below.

但し、Lo: 試験片の最初の標点間距離、Ll: 引
張り歪みを付加した後の、試験片の標点間距離、 L2: 加熱後の、試験片の標点間距離。
However, Lo: initial gauge length of the test piece, Ll: gauge length of the test piece after adding tensile strain, L2: gauge length of the test piece after heating.

Ms点は、供試体ごとに異なるので、塑性変形を加える
のに最適な温度を、各試験片ごとに設定した。この温度
を、第1表、「変形温度」の欄に示す。
Since the Ms point differs for each specimen, the optimum temperature for applying plastic deformation was set for each specimen. This temperature is shown in Table 1, column "Deformation temperature".

(2)耐食性 本発明供試体Nα1〜15.および、比較供試体Nα1
〜9の各々に対し、2年間の大気曝露試験を行なって、
その耐食性を調べた。上記試験の終了後、各供試体につ
いて、目視検査により、錆の発生状況を評価した。上記
試験の結果を、同じく第1表「耐食性」の欄に示す。
(2) Corrosion resistance Specimens of the present invention Nα1 to 15. and comparative specimen Nα1
A two-year atmospheric exposure test was conducted for each of the items 9 to 9, and
Its corrosion resistance was investigated. After the above test was completed, each specimen was visually inspected to evaluate the occurrence of rust. The results of the above test are also shown in the "Corrosion Resistance" column of Table 1.

錆の発生の評価基準は、次の通りであった。The evaluation criteria for the occurrence of rust were as follows.

O:錆の発生が認められない、 0:錆の発生が多少認められる。O: No rust formation observed. 0: Some occurrence of rust is observed.

×:錆の発生が顕著に認められる。×: Significant occurrence of rust is observed.

(3)耐高温酸化性 下記からなる耐高温酸化性試験によって、耐高温酸化性
を調べた0本発明供試体Nα1〜15.および、比較供
試体NQ1〜9の各々を、大気中において、600℃の
温度に加熱し、そして、加熱後における各供試体の表面
の酸化状況を、目視で検査して、各供試体の耐高温酸化
性を評価する。上記試験の結果を、同じく第1表の「耐
高温酸化性」の欄に示す。
(3) High-temperature oxidation resistance The high-temperature oxidation resistance was investigated by the following high-temperature oxidation resistance test. Each of comparative specimens NQ1 to NQ9 was heated to a temperature of 600°C in the atmosphere, and the oxidation status of the surface of each specimen after heating was visually inspected. Evaluate high temperature oxidation. The results of the above test are also shown in the "High temperature oxidation resistance" column of Table 1.

酸化状況の評価基準は、次の通りであった。The evaluation criteria for oxidation status were as follows.

◎二酸化が認められない、 ○二酸化が多少認められる、 X:酸化が顕著に認められる。◎No carbon dioxide is observed. ○ Some amount of carbon dioxide is observed. X: Oxidation is significantly observed.

第1表から明らかなように、比較供試体Nα1は。As is clear from Table 1, the comparative specimen Nα1 is.

Cr含有量がこの発明の範囲を外れて低いために、耐食
性および耐高温酸化性において劣っている。
Since the Cr content is so low that it is outside the scope of the present invention, it is inferior in corrosion resistance and high temperature oxidation resistance.

比較供試体NQ2は、Cr含有量がこの発明の範囲を外
れて高いために、形状記憶特性において劣っている。
Comparative specimen NQ2 has a high Cr content that is outside the range of the present invention, and therefore is inferior in shape memory properties.

比較供試体Nα3は、 Si含有量がこの発明の範囲を
外れて低いために、形状記憶特性および耐高温酸化性に
おいて劣っている。
Comparative specimen Nα3 has a low Si content that is outside the range of the present invention, and therefore is inferior in shape memory properties and high temperature oxidation resistance.

比較供試体Nn4は、Si含有量がこの発明の範囲を外
れて高いために、形状記憶特性において劣っている。更
に、比較供試体Nα4においては、割れの発生が認めら
れる6 比較供試体Nα5は、Mn含有量がこの発明の範囲を外
れて高いために、耐食性および耐高温酸化性において劣
っている。
Comparative specimen Nn4 has a high Si content that is outside the range of the present invention, and therefore is inferior in shape memory properties. Furthermore, cracking was observed in comparative specimen Nα4.6 Comparative specimen Nα5 had a high Mn content outside the range of the present invention, and therefore was inferior in corrosion resistance and high-temperature oxidation resistance.

比較供試体Nα6は、Ni含有量が、この発明の範囲を
外れて高いために、形状記憶特性において劣っている。
Comparative specimen Nα6 has a high Ni content that is outside the range of the present invention, and therefore is inferior in shape memory properties.

比較供試体Na 7は、Cu含有量がこの発明の範囲を
外れて高いために、形状記憶特性において劣っている。
Comparative specimen Na 7 has a high Cu content that is outside the range of the present invention, and therefore is inferior in shape memory properties.

比較供試体Na 8は、N含有量がこの発明の範囲を外
れて高いために、形状記憶特性において劣っている。
Comparative specimen Na 8 has a high N content that is outside the range of the present invention, and therefore is inferior in shape memory properties.

比較供試休職9は1式r Ni+0.5Mn+0.4G
o+0.06Cu 十0.002N≧0.67 (Cr
+1.2Si)  −34を’t+N足させていないた
めに、形状記憶特性において劣っている。
Comparison test leave 9 is 1 set r Ni+0.5Mn+0.4G
o+0.06Cu 100.002N≧0.67 (Cr
+1.2Si) -34 is not added by 't+N, so the shape memory properties are inferior.

これに対して、本発明供試体Nα1〜15は、何れも、
形状記憶特性、耐食性および耐高温酸化性に優れている
On the other hand, the present invention specimens Nα1 to 15 all had
Excellent shape memory properties, corrosion resistance and high temperature oxidation resistance.

[発明の効果] 以上説明したように、この発明の鉄基形状記憶合金は、
形状記憶特性、耐食性および耐高温酸化性に優れており
、そして、管の継手、種々の締付は装置などの材料、お
よび、生体用材料として使用するのに適しており、そし
て、その製造費を低減することができ、かくして、工業
上有用な効果がもたらされる。
[Effects of the Invention] As explained above, the iron-based shape memory alloy of the present invention has the following properties:
It has excellent shape memory properties, corrosion resistance and high temperature oxidation resistance, and is suitable for use as pipe fittings, various fastening devices, etc. materials, and biomaterials, and its manufacturing cost is low. can be reduced, thus providing an industrially useful effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、鉄基形状記憶合金における、Cr、 Siお
よびMnの含有量が、耐高温酸化性に及ぼす影響を示す
グラフ、第2図は鉄基形状記憶合金におけるMn含有量
と破断伸びとの間の関係を示すグラフである。
Figure 1 is a graph showing the effects of the contents of Cr, Si, and Mn on high-temperature oxidation resistance in iron-based shape memory alloys, and Figure 2 is a graph showing the effects of Mn content and elongation at break in iron-based shape memory alloys. It is a graph showing the relationship between.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 Cr:5.0〜20.0wt.%、 Si:2.0〜8.0wt.%、 下記からなる群から選んだ少なくとも1つの元素、 Mn:0.1〜14.8wt.%、 Ni:0.1〜20.0wt.%、 Co:0.1〜30.0wt.%、 Cu:0.1〜3.0wt.%、 N:0.001〜0.400wt.%、 但し、Ni+0.5Mn+0.4Co+0.06Cu+
0.002N≧0.67(Cr+1.2Si)−3、 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形状記憶特性、耐食性および
耐高温酸化性に優れた鉄基形状記憶合金。
[Claims] 1 Cr: 5.0 to 20.0wt. %, Si: 2.0-8.0wt. %, at least one element selected from the group consisting of: Mn: 0.1-14.8wt. %, Ni: 0.1-20.0wt. %, Co: 0.1-30.0wt. %, Cu: 0.1-3.0wt. %, N: 0.001-0.400wt. %, however, Ni+0.5Mn+0.4Co+0.06Cu+
0.002N≧0.67(Cr+1.2Si)-3, and the remainder: Fe and inevitable impurities. An iron-based shape memory alloy with excellent shape memory properties, corrosion resistance, and high temperature oxidation resistance. .
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02228451A (en) * 1989-02-28 1990-09-11 Nippon Steel Corp Iron-base shape memory alloy
US5244513A (en) * 1991-03-29 1993-09-14 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Fe-cr-ni-si shape memory alloys with excellent stress corrosion cracking resistance
CN116287932A (en) * 2023-03-24 2023-06-23 深圳大学 A kind of training-free iron-based high-entropy shape memory alloy and its preparation method

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