JPH0441638A - 形状記憶合金 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野〕 本発明は形状記憶合金に関するものである。

［従来の技術］ 従来、Ｔ１Ｎｉ及びＴｉＮ１Ｘ　（但し、　Ｘ−Ｆｅ、
Ｃｕ、Ｃｒ、Ｖ・・・）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及び超
弾性を示すことがよく知られている。

また　７ｉＮｉＣｕ合金については、形状記憶効果の出
現確認は、オランダ国より出願された特開昭４６−１５
０２号公報に示されている。

更に、Ｃｕ添加によってＮｉ濃度の変態温度依存性を鋭
くさせ、工業的に再現性のある製造を可能にできること
は、米国より出願された特開昭５３−２８５１８号公報
に示されている。

また本発明者らは、Ｃ添加Ｔ１Ｎｉ合金が１本質的なＴ
１Ｎｉ合金の特性を損なわず、形状記憶特性の改善に役
立つことができることを見出だしている（東北大選研當
報Ｓ、５７．６第３８巻。

特開昭６３−１１６３６号公報）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら１上述した従来のＴｉＮ１Ｃｕ合金は、Ｃ
ｕ添加量の増加と伴に、Ｔ１Ｃｕの析出物が増加し、加
工性が悪くな傾向を示す。特に。

Ｃｕ添加量が１０ａｔ％を越えると、極端に加工性は悪
くなる。このため、その溶解法としては、溶解後、急冷
銅鋳型等に鋳込み、Ｔ１Ｃｕの析出を抑える必要があっ
た。

ところが、この溶解方法によれば、溶解インゴットを大
きくすることが不可能であった。すなわち、インゴット
を大きくすることは、急冷効果が弱くなることとなり１
本来抑えなければならないＴ１Ｃｕが析出してしまう欠
点がある。

更に、工業的な溶解法として、高周波真空溶解によって
得た合金を鉄等の鋳型に鋳込むことがよく用いられてい
る。

しかしこの方法では、Ｃｕ添加が、５ａｔ％程度で限界
となり、それ以上のＣｕ添加の合金では。

殆んどの場合、熱間等による加工時点で、ワレ。

カケを生じさせることとなっていた。

一方、ＴｉＮ１Ｃｕ合金は、工業的にはＮｉ濃度の変態
温度依存性を弱める効果はあるものの。

逆に、所望の変態温度を得難い難点があった。即ち、Ｔ
　ｉ　５ｏＮ　ｉ　５ｏ−ｘｃ　ｕ　ｘなる式でＸを変
化させても１合金の変態温度は、Ｍｓ点でほぼ５０℃前
後である。

また、変態温度を下げるために、Ｎ１ｍ度を化学量論値
（５０ａｔ％）より増加させることか考えられるが、加
工性は量論値よりはずれるに従い悪くなり、生体温度（
＝３７℃）以下で超弾性を示す温度、すなわち、Ｍｓ点
を３０℃以下とすることが困難となる。

尚、これを解決する手段として、Ｃｒ、Ｆｅ等の第４元
素を添加することは、前記の特開昭５３−２８５１８号
公報に示されているが、変態温度を下げる効果は認めら
れるものの加工性の改善には至っていないのが現状であ
る。

そこで１本発明の技術的課題は、上記欠点に鑑みＴｉＮ
１Ｃｕ合金の機能的特長を損わず、加工性を改善し、且
つ、生体温度で超弾性を示す領域まで十分に変態温度を
下げた形状記憶合金を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば＋　Ｔ　ｉ　ｓｏＮ　ｉ　５Ｏ−ｘＣｕ
　ｘ　（但し。

ｘ−５〜１５）なる式で表されるＴｉＮ１Ｃｕ合金を含
み、当該Ｎｉ及びＴｉの少なくともどちらか一方を、　
０．２５〜５．Ｏａｔ％の範囲内で、Ｃと置換されて成
ることを特徴とする形状記憶合金が得られる。

また１本発明によれば、前記形状記憶合金を。

加工硬化した後、実質的に４００〜５５０℃の範囲内で
１時効処理を施し、少なくとも生体温度で超弾性を示す
ことを特徴とする形状記憶合金の処理方法が得られる。

［実施例］ 次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。

まず、高周波真空溶解法によって得た合金を。

鋳鉄鋳型による徐冷および水冷銅鋳型による急冷の２種
類の鋳込み方法をによって、インゴットを作成した。そ
れらを９００℃の容体化処理後、熱間加工を行った。

表−１に本発明合金の一例として阻１〜磁６゜比較合金
としてＮｏ、　７〜１３の各々合金の熱間加工性のテス
ト結果を示した。

表−１ Ｏ・・・良好 △・・・やや難 ×・・・不可 比較合金中、鋳込方法が徐冷によると、Ｃｕ添加１０ａ
ｔ％のＮＱ、　８は、熱間加工でワレが生じ加工できな
かった。尚、急冷によるＮｏ、１０合金は十分に加工で
きたが、これは急冷によってＴｉ　Ｃｕの析出を制御で
きたためと思われる。しかし、Ｃｕ添加１５ａｔ％はい
づれの方法によっても加工はできなかった。

また、変態点を下げるために、Ｎｉ濃度をｌａｔ％増加
させたＮｏ、１３合金は急冷によっても、加工はできな
かった。

一方７本発明合金よれば、徐冷によってもいづれの合金
をも加工することができた。尚、Ｃｕ濃度の高（・Ｃｕ
添加１５ａｔ％のＮα３及びＮｏ、６合金出は、ワレが
生じ易（、加工性は十分に改善されたとは云い難かった
。

第１図にＴｉ５゜Ｎｉ４ｏ−ｙｃＬＪ＋ｏｃ）’　ｔ：
ｙ−ｉ〜５）およびＴ　ｉ　５Ｏ−ＹＮ　ｉ　４Ｏ−Ｆ
ＣＬｌ　１ｏ　（Ｖ　−１〜２）の各々の合金のＭｓ点
とＣ添加量の関係を示した。

図中、ａはＮｉをＣに置換したものであり、ｂはＴｉに
Ｃを置換したものの結果である。

ａシリーズは、Ｃ添加による変態温度低下効果は薄い。

一方、ｂシリーズはＴｉとの置換であるため、変態温度
の低下効果は強＜、２ａｔ％添加すると、Ｍｓ点は約１
０℃程度まで低下し、３７℃での超弾性が十分に得られ
ることが分かる。

添加したＣはマトリックス中のＴｉと主に反応して、Ｔ
ｉｃの析出物を形成することは１本発明者らの研究によ
って明らかにされている。

このことは、ＴｉＮ１Ｃ合金についても同様のことが云
えると考えられる。ａシリーズのようにＮｉに置換して
も変態温度に作用するＮｉ量は（Ｎ　ｉ　＋Ｃ）量と見
ることができるため、顕著には効かない。しかし、Ｔｉ
に置換すると（Ｎ　ｉ　＋Ｃ）ｊｉはＴｉに対して多く
なるために変態温度への影響は大きくなる。また、溶解
中に生成したＴｉＣがＴ１Ｃｕの析出を抑える効果を持
つために表−１に示すような加工性の改善が図られるも
のと思われる。

しかし、Ｃ添加量は０．２５ａｔ％以下の場合、加工性
の改善効果は認め難い、また５ａｔ％を越えても。

加工性の著しい改善は認められない。

即ち２本発明の最適Ｃ添加量は０，５〜１．５　ａｔ％
である。また、Ｃｕ量が、１５ａｔ％程度の場合には、
Ｃ添加を大きくしても加工性は改善するものの、工業的
に供し得難＜、Ｃｕ添加の限度は１５ａｔ％未満と思わ
れる。

次に、熱間加工によって得た本発明に係わるＮｏ。

５合金を冷間加工によって約φ１　ｍの線材とし。

３７℃での超弾性測定用試料とした。時効温度を４００
℃、５００および６００℃とし、それぞれ３０分の処理
時間とした。その結果、４００℃および５００℃では、
従来のＴ１Ｎｉ２元合金同様の超弾性が得られたが、６
００℃では、超弾性は示すものの若干繰り返しに劣るこ
とが分かった。

［発明の効果コ 以上１本発明によれば、ＴｉＮ１Ｃｕ合金の加工性を改
善し、且つ３７℃以下での超弾性を示すＴｉＮ１Ｃｕ合
金を得ることが出来るため、感温バネおよび歯列矯正線
、ガイドワイヤー等医療用バネ材として適用が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はＴｉ５ｏＮｆ４ｏ−ｙｃｕ＋ｏｃＹ　（ｙ−０
〜５）１合金、およびＴ　ｉ　５ｏ−ｙＮ　ｉ　４０Ｃ
ｕ　＋ｏＣＹ（ｙ−０−２）合金のＭｓ点とＣ添加量の
関係を示す図である。 図中（ａ）はＴ　ｉ　５ｏＮ　ｉ　４０−、Ｃｕ　１６
Ｃｙ合金を示しくｂ）はＴ　ｉ　５ｏ−ｙＮ　ｉ　４ｏ
Ｃｕ　＋ｏ金合金示している。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｔｉ＿５＿０Ｎｉ＿５＿０＿−＿ｘＣｕ＿ｘ（但
   し、ｘ＝５〜１５）なる式で表されるＴｉＮｉＣｕ合金
   を含み、当該Ｎｉ及びＴｉの少なくともどちらか一方を
   、０．２５〜５．０ａｔ％の範囲内で、Ｃと置換されて
   成ることを特徴とする形状記憶合金。
2. （２）第１請求項記載の形状記憶合金を、加工硬化した
   後、実質的に４００〜５５０℃の範囲内で、時効処理を
   施し、少なくとも生体温度で超弾性を示すことを特徴と
   する形状記憶合金の処理方法。