JPH0333773B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0333773B2 JPH0333773B2 JP60249956A JP24995685A JPH0333773B2 JP H0333773 B2 JPH0333773 B2 JP H0333773B2 JP 60249956 A JP60249956 A JP 60249956A JP 24995685 A JP24995685 A JP 24995685A JP H0333773 B2 JPH0333773 B2 JP H0333773B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shape memory
- iron
- alloy
- memory alloy
- wires
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、高強度高靭性でかつ形状記憶効果に
優れ、さらには耐食性をもつ鉄−マンガン−シリ
コン系形状記憶合金の製造法に関するものであ
る。 （従来の技術） 特願昭59−187403号（特公昭61−54859号）、同
60−40561号（特開昭61−201761号）等に示され
たFe−Mn−Si系形状記憶合金は、通常の真空溶
解や大気溶解で鋳塊を製造し、熱間圧延により板
を製造しても優れた形状記憶特性を示す。しかし
ながら、この合金を冷間で加圧すると、稠密六方
構造のεマルテンサイトが生成し割れを生じてし
まう。このため線や薄板などを製造するためには
ε相を生じない温間域での加工が必要である。し
かしこの方法では0.5mm以下の厚さの板・線等を
製造することは非常に難しい。 またSiの添加量を増すと形状記憶効果は向上す
るが、８％を越えて添加すると加工性が悪くなり
成形が困難となる。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記のような問題点を解決し、0.5
mm以下の厚さのFe−Mn−Si系形状記憶合金薄
板・線等を製造することを目的とするものであ
る。 （問題点を解決するための手段） 鉄系形状記憶合金を製造する場合、合金を溶解
し、鋳塊乃至は連続鋳造鋳片とした後、熱間圧延
およびそれに引続き温間圧延を行うため、圧延加
工の限界が薄板の厚さの限界をもたらしている。
そこで溶融状態の合金を直接凝固させて薄板に形
成すれば圧延では製造が困難な0.5mm以下の厚さ
の板・線を容易に製造することができる。また、
この方法によれば、種々の元素を固溶限を越えて
含有させることも可能であり、熱間加工による制
約のため添加量に制限を加えていたSi量を増加さ
せることが可能である。また特定の合金系（例え
ばFe−Mn−Si）では熱間加工および温間加工に
より製造した場合、特性向上のために圧延後、焼
鈍を必要とするが、溶融合金を直接凝固させて薄
板を形成させると工程に塑性加工を含まないので
焼鈍の必要がない。 本発明はこのような知見に基いてなされたもの
で、重量パーセントでMn20〜40％、Si3.5〜12％
を必須成分として含有した鉄基合金またはこれに
10％以下のCrを含有した鉄基合金を、真空ある
いは不活性ガス雰囲気中で溶融し、該溶融合金を
直接凝固させることにより鉄基形状記憶合金薄
板・線を製造することを特徴とするものである。
以下本発明について説明する。 本発明により薄板・線を製造するには、先ず所
定の成分および量に調製したFe−Mn−Si系合金
を、例えばアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中
あるいは真空中で、高周波等を用いて溶解し、溶
融合金とする。次いでこの溶融合金を上記と同様
に不活性ガス雰囲気中あるいは真空中に配置した
単一ロール方式あるいは双ロール方式等周知の任
意の急冷凝固装置に流出し、急冷凝固させて、
0.5mm以下の厚さのFe−Mn−Si系形状記憶合金薄
板・線を製造する。 ここで本発明における各元素とその量の限定理
由について説明する。 Mnは20％未満では応力誘起によつてε相の生
成とともにα′相も導入された形状記憶効果を低下
させる。また40％を越えるとγが安定化され、γ
→ε変態よりもγのすべり変形が優先的に生じる
ようになる。 Siはγ→ε変態を促進させる元素であり、その
充分な効果は3.5％以上の添加によつて得られる。
また本発明のように溶融合金から直接急冷凝固さ
せる場合には12％程度までは合金の加工法、成形
性はそこなわれない。 Crはγ→ε変態を容易にし、形状記憶特性を
向上させる上、耐食性の向上にも役立つが、10％
を越えて添加すると、Siと低融点の金属間化合物
を作り、合金の溶製が不可能となる。 なお、前記のMn、Si、Crの主要元素の他に、
後述するNi、Co、Mo、Ｃ、Al、Cuの１種以上
を鉄基形状記憶合金の特性を改善するために必要
に応じて添加することができる。 Niは形状記憶特性を劣化させることなく靭性
の向上に寄与するが、10％を越えて添加すると熱
間加工法が悪くなる。 Coは形状記憶効果を向上させ、熱間加工性も
向上させるが高価であり、また多量に添加しても
効果が顕著ではないのでその上限を10％とした。 Moは形状記憶効果を向上させるとともに耐熱
性をも向上させるが２％を越えると熱間加工性が
悪くなり、形状記憶特性も低下する。 Ｃは形状記憶効果を向上させるが１％を越える
と靭性が著しく劣化する。 Alは脱酸剤として働らくとともに、形状記憶
効果を向上させるが１％を越えて添加しても効果
に変化がない。 Cuは形状記憶効果を劣化させることなく、耐
食性を向上させるがその添加は上限１％で十分で
ある。 （実施例） 表１にアルゴンガス雰囲気中（No.１〜９、11）
または真空中（No.10）で合金を溶解し、該溶融合
金をロールを用いた急冷凝固装置により直接凝固
させて製造した薄板、薄帯（リボン）および線材
の成分、厚さ、表面性状および90゜曲げ加工を施
した場合の形状回復率（SME）を示す。ここで
表面性状が全く問題にならない場合には○、疵な
どが認められる場合には△、割れが生じた場合は
×で表示した。なお形状回復率（SME）とは回
復角度を曲げ角度（90゜）で除したものである。
また比較例として鋳片を製造し、さらに熱間圧延
および温間圧延を行つて製造した場合を示した。
この場合0.2mm以下の厚さの薄板の製造は不可能
であつた。 （発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、厚さの薄
い鉄基形状記憶合金を容易に製造することができ
るので形状記憶合金の使途範囲を拡げることがで
きる。 【表】
優れ、さらには耐食性をもつ鉄−マンガン−シリ
コン系形状記憶合金の製造法に関するものであ
る。 （従来の技術） 特願昭59−187403号（特公昭61−54859号）、同
60−40561号（特開昭61−201761号）等に示され
たFe−Mn−Si系形状記憶合金は、通常の真空溶
解や大気溶解で鋳塊を製造し、熱間圧延により板
を製造しても優れた形状記憶特性を示す。しかし
ながら、この合金を冷間で加圧すると、稠密六方
構造のεマルテンサイトが生成し割れを生じてし
まう。このため線や薄板などを製造するためには
ε相を生じない温間域での加工が必要である。し
かしこの方法では0.5mm以下の厚さの板・線等を
製造することは非常に難しい。 またSiの添加量を増すと形状記憶効果は向上す
るが、８％を越えて添加すると加工性が悪くなり
成形が困難となる。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記のような問題点を解決し、0.5
mm以下の厚さのFe−Mn−Si系形状記憶合金薄
板・線等を製造することを目的とするものであ
る。 （問題点を解決するための手段） 鉄系形状記憶合金を製造する場合、合金を溶解
し、鋳塊乃至は連続鋳造鋳片とした後、熱間圧延
およびそれに引続き温間圧延を行うため、圧延加
工の限界が薄板の厚さの限界をもたらしている。
そこで溶融状態の合金を直接凝固させて薄板に形
成すれば圧延では製造が困難な0.5mm以下の厚さ
の板・線を容易に製造することができる。また、
この方法によれば、種々の元素を固溶限を越えて
含有させることも可能であり、熱間加工による制
約のため添加量に制限を加えていたSi量を増加さ
せることが可能である。また特定の合金系（例え
ばFe−Mn−Si）では熱間加工および温間加工に
より製造した場合、特性向上のために圧延後、焼
鈍を必要とするが、溶融合金を直接凝固させて薄
板を形成させると工程に塑性加工を含まないので
焼鈍の必要がない。 本発明はこのような知見に基いてなされたもの
で、重量パーセントでMn20〜40％、Si3.5〜12％
を必須成分として含有した鉄基合金またはこれに
10％以下のCrを含有した鉄基合金を、真空ある
いは不活性ガス雰囲気中で溶融し、該溶融合金を
直接凝固させることにより鉄基形状記憶合金薄
板・線を製造することを特徴とするものである。
以下本発明について説明する。 本発明により薄板・線を製造するには、先ず所
定の成分および量に調製したFe−Mn−Si系合金
を、例えばアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中
あるいは真空中で、高周波等を用いて溶解し、溶
融合金とする。次いでこの溶融合金を上記と同様
に不活性ガス雰囲気中あるいは真空中に配置した
単一ロール方式あるいは双ロール方式等周知の任
意の急冷凝固装置に流出し、急冷凝固させて、
0.5mm以下の厚さのFe−Mn−Si系形状記憶合金薄
板・線を製造する。 ここで本発明における各元素とその量の限定理
由について説明する。 Mnは20％未満では応力誘起によつてε相の生
成とともにα′相も導入された形状記憶効果を低下
させる。また40％を越えるとγが安定化され、γ
→ε変態よりもγのすべり変形が優先的に生じる
ようになる。 Siはγ→ε変態を促進させる元素であり、その
充分な効果は3.5％以上の添加によつて得られる。
また本発明のように溶融合金から直接急冷凝固さ
せる場合には12％程度までは合金の加工法、成形
性はそこなわれない。 Crはγ→ε変態を容易にし、形状記憶特性を
向上させる上、耐食性の向上にも役立つが、10％
を越えて添加すると、Siと低融点の金属間化合物
を作り、合金の溶製が不可能となる。 なお、前記のMn、Si、Crの主要元素の他に、
後述するNi、Co、Mo、Ｃ、Al、Cuの１種以上
を鉄基形状記憶合金の特性を改善するために必要
に応じて添加することができる。 Niは形状記憶特性を劣化させることなく靭性
の向上に寄与するが、10％を越えて添加すると熱
間加工法が悪くなる。 Coは形状記憶効果を向上させ、熱間加工性も
向上させるが高価であり、また多量に添加しても
効果が顕著ではないのでその上限を10％とした。 Moは形状記憶効果を向上させるとともに耐熱
性をも向上させるが２％を越えると熱間加工性が
悪くなり、形状記憶特性も低下する。 Ｃは形状記憶効果を向上させるが１％を越える
と靭性が著しく劣化する。 Alは脱酸剤として働らくとともに、形状記憶
効果を向上させるが１％を越えて添加しても効果
に変化がない。 Cuは形状記憶効果を劣化させることなく、耐
食性を向上させるがその添加は上限１％で十分で
ある。 （実施例） 表１にアルゴンガス雰囲気中（No.１〜９、11）
または真空中（No.10）で合金を溶解し、該溶融合
金をロールを用いた急冷凝固装置により直接凝固
させて製造した薄板、薄帯（リボン）および線材
の成分、厚さ、表面性状および90゜曲げ加工を施
した場合の形状回復率（SME）を示す。ここで
表面性状が全く問題にならない場合には○、疵な
どが認められる場合には△、割れが生じた場合は
×で表示した。なお形状回復率（SME）とは回
復角度を曲げ角度（90゜）で除したものである。
また比較例として鋳片を製造し、さらに熱間圧延
および温間圧延を行つて製造した場合を示した。
この場合0.2mm以下の厚さの薄板の製造は不可能
であつた。 （発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、厚さの薄
い鉄基形状記憶合金を容易に製造することができ
るので形状記憶合金の使途範囲を拡げることがで
きる。 【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量パーセントでMn20〜40％、Si3.5〜12を
含有した鉄基合金を、真空あるいは不活性ガス雰
囲気中で溶融し、該溶融合金を直接凝固させて薄
板又は線に形成することを特徴とする鉄基形状記
憶合金薄板・線の製造方法。 ２ 製品の厚さが0.5mm以下である特許請求の範
囲第１項記載の鉄基形状記憶合金薄板・線の製造
方法。 ３ 重量パーセントでMn20〜40％、Si3.5〜12％
および10％以下のCrを含有した鉄基合金を、真
空あるいは不活性ガス雰囲気中で溶融し、該溶融
合金を直接凝固させて薄板又は線に形成すること
を特徴とする鉄基形状記憶合金薄板・線の製造方
法。 ４ 製品の厚さが0.5mm以下である特許請求の範
囲第３項記載の鉄基形状記憶合金薄板・線の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24995685A JPS62112751A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | 鉄基形状記憶合金薄板・線の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24995685A JPS62112751A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | 鉄基形状記憶合金薄板・線の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62112751A JPS62112751A (ja) | 1987-05-23 |
| JPH0333773B2 true JPH0333773B2 (ja) | 1991-05-20 |
Family
ID=17200684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24995685A Granted JPS62112751A (ja) | 1985-11-09 | 1985-11-09 | 鉄基形状記憶合金薄板・線の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62112751A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2665652A1 (fr) * | 1990-08-13 | 1992-02-14 | Usinor Sacilor | Procede et dispositif de fabrication d'une bande en acier inoxydable semi-ferritique a partir de metal en fusion. |
| JP6182725B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2017-08-23 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 制振合金 |
| WO2015003755A1 (de) | 2013-07-10 | 2015-01-15 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Verfahren zur erzeugung eines flachproduktes aus einer eisenbasierten formgedächtnislegierung |
| JP6887642B2 (ja) * | 2017-04-04 | 2021-06-16 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 低サイクル疲労特性に優れるＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系合金鋳造材 |
| WO2022187904A1 (en) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | Newsouth Innovations Pty Limited | Shape memory alloy |
| CN114411015B (zh) * | 2022-01-26 | 2022-12-09 | 宝鸡市博信金属材料有限公司 | 超薄记忆合金箔材的制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5576043A (en) * | 1978-11-30 | 1980-06-07 | Nippon Steel Corp | Steel having partial form memory effect |
-
1985
- 1985-11-09 JP JP24995685A patent/JPS62112751A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62112751A (ja) | 1987-05-23 |
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