JPH0443974B2 - - Google Patents
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- JPH0443974B2 JPH0443974B2 JP59151524A JP15152484A JPH0443974B2 JP H0443974 B2 JPH0443974 B2 JP H0443974B2 JP 59151524 A JP59151524 A JP 59151524A JP 15152484 A JP15152484 A JP 15152484A JP H0443974 B2 JPH0443974 B2 JP H0443974B2
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- Japan
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- alloys
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- alloy
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/01—Alloys based on copper with aluminium as the next major constituent
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Domestic Plumbing Installations (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明はCu−Al−Ni系の形状記憶合金に関
し、詳細には上記形状記憶合金における合金組成
の改良によつて加工性の向上を図つたものであ
る。 ［従来の技術］ 形状記憶合金の分野では、新しい合金の開発と
新用途の開拓が課題となつている。又これらの課
題は相互に刺激し合う関係にあり、新合金に応じ
て新用途が、又新用途に対応し得る新合金が夫々
模索されている様である。こうして開発されてき
た形状記憶合金のうちTi−Ni系合金に匹敵する
ものとして注目されているものは、Au−Cd系、
Cu−Zn−Al系、Cu−Al−Ni系等がある。これ
らの中でも後二者のCu系合金は低コストである
ことに鑑みて広く期待されているが、上記２つの
Cu系合金を比較してみると、形状記憶性能及び
熱的安定性（耐熱性）の両面においてCu−Al−
Ni系の方が勝つており、特に期待が大きい。し
かしCu−Al−Ni系合金は冷間加工性が低いとい
う欠点がある為、用途開発の気運を阻害している
面もある。この様な状況を憂慮していた本発明者
等は、Cu−Al−Ni系合金にTiを配合することに
よつて結晶粒の微細化を進めていけば加工性が改
善されることを見出し、特開昭58−167737号とし
て開示している。 ［発明が解決しようとする問題点］ 上記開示発明における加工性の改善効果は、
Tiの配合による結晶の微細化が要因となるもの
であり、実用面においてもそれなりの有用性を発
揮しているが、金属組織面から見た場合、改善の
余地は相当残されていると考えられる。即ち上記
Cu系合金における加工のしにくさは、Cu−Al系
合金におけるβ相自体の特性に由来するというこ
との他に、Cu−Al−Ni系合金におけるAl含有量
が過共析側に存在することが原因となつて金属間
化合物のγ2相が第２相として析出し易いというこ
とにも由来すると考えられている。 この様な考察を踏まえてみると、Cu−Al−Ni
系合金の加工性を向上させようとすれば、金属間
化合物のγ2相が析出するのをできる限り抑制する
こと、並びに結晶粒径をできるだけ微細化するこ
との２点を達成し、硬さを押えることが重要であ
るとの指針を得た。本発明はこの様な指針に基づ
いてなされたものであり、合金組成の改善によつ
てこれらの指針を実現しようと考えた。 ［問題点を解決する為の手段］ Al：11.5〜13.5重量％ Ni：２〜６％ Mn：１〜５％ Ti：0.1〜５％ Cu及び不可避不純物：残部 であり、これによつて加工性の良好な硬質形状記
憶合金を提供することができた。 ［作用］ 従来のCu−Al−Ni系合金のAl含有量は前述の
如く過共析側［共析側は12％弱程度（舟久保煕康
編：形状記憶合金、産業図書出版）であるが、例
えば前記特開昭58−167737号では13〜14.5％と規
定］になつている。従つてγ2相の析出を抑制する
という主旨に沿わせようとすればAl含有量の低
減が第１義的な手段になると思われる。しかるに
Al含有量を低減させるとそれにつれてアルテン
サイト変態温度は高くなるという傾向があり、形
状記憶合金の作動温度が高くなるということを意
味しAl含有量の低減については自ずから限界が
ある。そこで何らかの添加元素によつてγ2相の析
出を抑制し、しかも願わくばマルテンサイト変態
温度（Ms点）を低下させることができないかと
考え、種々研究の結果到達したのがMnであつ
た。 以下本発明における合金元素の成分範囲限定根
拠を説明する。 Al：11.5〜13.5％ γ2相の析出を抑制するという意味では少ない方
が良い。もつともAl量の低減はMs点の上昇を招
きAl量の低減は不可能かとも思われたが、Mnの
添加によつてMs点は低下する傾向を示しAl量の
低減によるマイナス効果はMnの添加によつて相
殺できる。一方MnによるMs点の低下作用は
Mn1％当たり45℃であり、且つMnの添加上限が
後述の如く５％であることを考慮し、形状記憶合
金の実用的使用温度範囲が高くなり過ぎない条件
としてAl：11.5〜13.5％を定めた。即ちAlが11.5
％未満ではMnを添加してもMs点は300℃と高く
なり、他方Alが13.5％を超えるとγ2相の析出が多
くなつて加工性改善という所期の狙いが達成され
なくなる。 Mn：１〜５％ Mnは前述の如くγ2相の析出を抑制すると共に
Ms点を低下させるが１％未満ではこの効果が十
分には発揮されない。即ちMnはAl量の低減につ
いての限界を緩和し、且つ積極的に加工性向上効
果及びMs点低下効果を発揮するものであるから、
この効果という面では上限は存在しない。しかし
５％を超えると加工性が劣化する。特に室温での
加工性が悪く、加工硬化が激しいので上限を５％
とした。 Ni：２〜８％ 組織安定化の為には２％以上の配合が必要であ
る。しかし過剰配合はマルテンサイト相の硬化を
招き、加工性を劣化させる原因となる。従つて６
％を上限とした。 Ti：0.1〜５％ Tiは結晶粒の微細化に有用な元素である。即
ちTiの添加によつて生成する粒状析出物Ｘ相
［TiNi化合物若しくは（Cu，Ni）Ti化合物］に
よつて微細化効果が現われるが、0.1％未満では
この効果が発揮されない。しかし５％を超えると
Ms点における可逆的変態を著しく困難にすると
いう問題があるので５％を上限と定めた。 本発明の合金は残部がCu及び不可避不純物で
あり、この様な不純物としてはFe，Pbなどが例
示される。 ［実施例］ 実施例 １ 99.9％純度の電気Cu、99.99％純度のAl、電解
Ni、電解Mnを用いて第１表に示す組成の合金を
作つた（高周波真空溶解炉で溶製）。黒鉛製鋳型
を用いて鋳造し、15mmφの丸棒を得た。
し、詳細には上記形状記憶合金における合金組成
の改良によつて加工性の向上を図つたものであ
る。 ［従来の技術］ 形状記憶合金の分野では、新しい合金の開発と
新用途の開拓が課題となつている。又これらの課
題は相互に刺激し合う関係にあり、新合金に応じ
て新用途が、又新用途に対応し得る新合金が夫々
模索されている様である。こうして開発されてき
た形状記憶合金のうちTi−Ni系合金に匹敵する
ものとして注目されているものは、Au−Cd系、
Cu−Zn−Al系、Cu−Al−Ni系等がある。これ
らの中でも後二者のCu系合金は低コストである
ことに鑑みて広く期待されているが、上記２つの
Cu系合金を比較してみると、形状記憶性能及び
熱的安定性（耐熱性）の両面においてCu−Al−
Ni系の方が勝つており、特に期待が大きい。し
かしCu−Al−Ni系合金は冷間加工性が低いとい
う欠点がある為、用途開発の気運を阻害している
面もある。この様な状況を憂慮していた本発明者
等は、Cu−Al−Ni系合金にTiを配合することに
よつて結晶粒の微細化を進めていけば加工性が改
善されることを見出し、特開昭58−167737号とし
て開示している。 ［発明が解決しようとする問題点］ 上記開示発明における加工性の改善効果は、
Tiの配合による結晶の微細化が要因となるもの
であり、実用面においてもそれなりの有用性を発
揮しているが、金属組織面から見た場合、改善の
余地は相当残されていると考えられる。即ち上記
Cu系合金における加工のしにくさは、Cu−Al系
合金におけるβ相自体の特性に由来するというこ
との他に、Cu−Al−Ni系合金におけるAl含有量
が過共析側に存在することが原因となつて金属間
化合物のγ2相が第２相として析出し易いというこ
とにも由来すると考えられている。 この様な考察を踏まえてみると、Cu−Al−Ni
系合金の加工性を向上させようとすれば、金属間
化合物のγ2相が析出するのをできる限り抑制する
こと、並びに結晶粒径をできるだけ微細化するこ
との２点を達成し、硬さを押えることが重要であ
るとの指針を得た。本発明はこの様な指針に基づ
いてなされたものであり、合金組成の改善によつ
てこれらの指針を実現しようと考えた。 ［問題点を解決する為の手段］ Al：11.5〜13.5重量％ Ni：２〜６％ Mn：１〜５％ Ti：0.1〜５％ Cu及び不可避不純物：残部 であり、これによつて加工性の良好な硬質形状記
憶合金を提供することができた。 ［作用］ 従来のCu−Al−Ni系合金のAl含有量は前述の
如く過共析側［共析側は12％弱程度（舟久保煕康
編：形状記憶合金、産業図書出版）であるが、例
えば前記特開昭58−167737号では13〜14.5％と規
定］になつている。従つてγ2相の析出を抑制する
という主旨に沿わせようとすればAl含有量の低
減が第１義的な手段になると思われる。しかるに
Al含有量を低減させるとそれにつれてアルテン
サイト変態温度は高くなるという傾向があり、形
状記憶合金の作動温度が高くなるということを意
味しAl含有量の低減については自ずから限界が
ある。そこで何らかの添加元素によつてγ2相の析
出を抑制し、しかも願わくばマルテンサイト変態
温度（Ms点）を低下させることができないかと
考え、種々研究の結果到達したのがMnであつ
た。 以下本発明における合金元素の成分範囲限定根
拠を説明する。 Al：11.5〜13.5％ γ2相の析出を抑制するという意味では少ない方
が良い。もつともAl量の低減はMs点の上昇を招
きAl量の低減は不可能かとも思われたが、Mnの
添加によつてMs点は低下する傾向を示しAl量の
低減によるマイナス効果はMnの添加によつて相
殺できる。一方MnによるMs点の低下作用は
Mn1％当たり45℃であり、且つMnの添加上限が
後述の如く５％であることを考慮し、形状記憶合
金の実用的使用温度範囲が高くなり過ぎない条件
としてAl：11.5〜13.5％を定めた。即ちAlが11.5
％未満ではMnを添加してもMs点は300℃と高く
なり、他方Alが13.5％を超えるとγ2相の析出が多
くなつて加工性改善という所期の狙いが達成され
なくなる。 Mn：１〜５％ Mnは前述の如くγ2相の析出を抑制すると共に
Ms点を低下させるが１％未満ではこの効果が十
分には発揮されない。即ちMnはAl量の低減につ
いての限界を緩和し、且つ積極的に加工性向上効
果及びMs点低下効果を発揮するものであるから、
この効果という面では上限は存在しない。しかし
５％を超えると加工性が劣化する。特に室温での
加工性が悪く、加工硬化が激しいので上限を５％
とした。 Ni：２〜８％ 組織安定化の為には２％以上の配合が必要であ
る。しかし過剰配合はマルテンサイト相の硬化を
招き、加工性を劣化させる原因となる。従つて６
％を上限とした。 Ti：0.1〜５％ Tiは結晶粒の微細化に有用な元素である。即
ちTiの添加によつて生成する粒状析出物Ｘ相
［TiNi化合物若しくは（Cu，Ni）Ti化合物］に
よつて微細化効果が現われるが、0.1％未満では
この効果が発揮されない。しかし５％を超えると
Ms点における可逆的変態を著しく困難にすると
いう問題があるので５％を上限と定めた。 本発明の合金は残部がCu及び不可避不純物で
あり、この様な不純物としてはFe，Pbなどが例
示される。 ［実施例］ 実施例 １ 99.9％純度の電気Cu、99.99％純度のAl、電解
Ni、電解Mnを用いて第１表に示す組成の合金を
作つた（高周波真空溶解炉で溶製）。黒鉛製鋳型
を用いて鋳造し、15mmφの丸棒を得た。
【表】
インゴツトの一部を横方向に切断し、研摩して
鋳造マクロ組織を調査したところ、No.１〜14の本
発明合金及びTiを含むNo.21，22の比較合金はい
ずれも微細な等軸晶組織を示していた。しかし
Tiを含まないNo.15〜20の比較合金では粗大に成
長した粒状晶組織が認められ、Tiの有効性が確
認された。 実施例 ２ 実施例１で得た丸棒合金から試験片を切取り、
マツフル炉に入れて900℃に加熱し、鋳造及び圧
延を行なつて３mmtの板を得た。そして更に800℃
×10分間の保持を行なつた後、放冷（大気中）し
たもの及び０℃の水中へ急冷したものに分け、ビ
ツカース硬度計で硬さを測定した。結果は第２表
に示す通りである。
鋳造マクロ組織を調査したところ、No.１〜14の本
発明合金及びTiを含むNo.21，22の比較合金はい
ずれも微細な等軸晶組織を示していた。しかし
Tiを含まないNo.15〜20の比較合金では粗大に成
長した粒状晶組織が認められ、Tiの有効性が確
認された。 実施例 ２ 実施例１で得た丸棒合金から試験片を切取り、
マツフル炉に入れて900℃に加熱し、鋳造及び圧
延を行なつて３mmtの板を得た。そして更に800℃
×10分間の保持を行なつた後、放冷（大気中）し
たもの及び０℃の水中へ急冷したものに分け、ビ
ツカース硬度計で硬さを測定した。結果は第２表
に示す通りである。
【表】
第２表に見られる如く本発明合金は硬度が低下
しており、Alの低減もさることながら特にMn添
加による効果が顕著に認められ、低硬度化による
加工性の向上効果が発揮される。比較合金ではか
なりの高硬度化が認められ、特にNi添加量の多
いNo.17及び20では高硬度化が著しい。 実施例 ３ 実施例２で得た水中急冷試験片から、30mml×
10mmw×2.5mmtの短冊状試験片を作り、冷間加工
性を調べた。即ちこの試験片を冷間圧延機に供
し、１パス約0.8％の加工率で冷間加工を繰返し
て割れが発生するまでの限界圧下率を調べた。
しており、Alの低減もさることながら特にMn添
加による効果が顕著に認められ、低硬度化による
加工性の向上効果が発揮される。比較合金ではか
なりの高硬度化が認められ、特にNi添加量の多
いNo.17及び20では高硬度化が著しい。 実施例 ３ 実施例２で得た水中急冷試験片から、30mml×
10mmw×2.5mmtの短冊状試験片を作り、冷間加工
性を調べた。即ちこの試験片を冷間圧延機に供
し、１パス約0.8％の加工率で冷間加工を繰返し
て割れが発生するまでの限界圧下率を調べた。
【表】
第３表に見られる如く比較合金ではわずかな圧
下率で割れてしまうが、本発明合金では割れ発生
限界圧下率が顕著に大きくなつている。 ［発明の効果］ 本発明は上記の様な合金組成としたので、Ms
点が高くなるのを防止しつつγ2相の析出を抑制
し、それによつて硬度の低下が図られた。従つて
形状記憶の作動温度範囲を実用的に不都合のない
温度領域に維持しながら加工性の向上を達成する
ことに成功した。
下率で割れてしまうが、本発明合金では割れ発生
限界圧下率が顕著に大きくなつている。 ［発明の効果］ 本発明は上記の様な合金組成としたので、Ms
点が高くなるのを防止しつつγ2相の析出を抑制
し、それによつて硬度の低下が図られた。従つて
形状記憶の作動温度範囲を実用的に不都合のない
温度領域に維持しながら加工性の向上を達成する
ことに成功した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Al：11.5〜13.5重量％（以下単に％） Ni：２〜６％ Mn：１〜５％ Ti：0.1〜５％ Cu及び不可避不純物：残部 よりなるものであることを特徴とする加工性の良
好な硬質形状記憶合金。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59151524A JPS6130643A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 加工性の良好な硬質形状記憶合金 |
| US06/776,807 US4634477A (en) | 1984-07-20 | 1985-09-17 | Workable high strength shape memory alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59151524A JPS6130643A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 加工性の良好な硬質形状記憶合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6130643A JPS6130643A (ja) | 1986-02-12 |
| JPH0443974B2 true JPH0443974B2 (ja) | 1992-07-20 |
Family
ID=15520396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59151524A Granted JPS6130643A (ja) | 1984-07-20 | 1984-07-20 | 加工性の良好な硬質形状記憶合金 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4634477A (ja) |
| JP (1) | JPS6130643A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62142735A (ja) * | 1985-11-28 | 1987-06-26 | Mitsubishi Metal Corp | 耐食性Ｃｕ合金 |
| JP2866384B2 (ja) * | 1988-11-04 | 1999-03-08 | オイレス工業株式会社 | 耐摩耗性を有する摺動部材用アルミニウム青銅鋳物 |
| US5238004A (en) * | 1990-04-10 | 1993-08-24 | Boston Scientific Corporation | High elongation linear elastic guidewire |
| US20040167439A1 (en) * | 2003-02-26 | 2004-08-26 | Sharrow James S. | Guidewire having textured proximal portion |
| US20040167438A1 (en) * | 2003-02-26 | 2004-08-26 | Sharrow James S. | Reinforced medical device |
| US8167821B2 (en) * | 2003-02-26 | 2012-05-01 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Multiple diameter guidewire |
| CN1330781C (zh) * | 2005-01-13 | 2007-08-08 | 四川大学 | 冷轧超薄叠层合金化制备CuAlNiMn形状记忆合金薄膜 |
| US20090292225A1 (en) * | 2008-05-21 | 2009-11-26 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Medical device including a braid for crossing an occlusion in a vessel |
| CN106916993A (zh) * | 2015-12-28 | 2017-07-04 | 北京有色金属研究总院 | 一种低温高强高韧耐磨铝青铜合金及其制备方法 |
| JP6941842B2 (ja) * | 2018-09-03 | 2021-09-29 | 株式会社古河テクノマテリアル | 銅系合金材およびその製造方法ならびに銅系合金材で構成された部材または部品 |
| CN114807648B (zh) * | 2022-05-27 | 2023-08-18 | 天津理工大学 | 一种高温形状记忆合金及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU579332A1 (ru) * | 1976-06-01 | 1977-11-05 | Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Сплавов И Обработки Цветных Металлов | Сплав на медно-никелевой основе |
| EP0035069B1 (de) * | 1980-03-03 | 1983-12-21 | BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. | Formgedächtnislegierung auf der Basis von Cu/Al oder Cu/Al/Ni und Verfahren zur Stabilisierung des Zweiwegeffektes |
| JPS5834154A (ja) * | 1981-08-25 | 1983-02-28 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 高強度耐食銅合金 |
| JPS58167737A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-10-04 | Kobe Steel Ltd | 硬質形状記憶合金 |
| JPS6077947A (ja) * | 1983-10-04 | 1985-05-02 | Masamichi Miki | 銅基形状記憶合金 |
-
1984
- 1984-07-20 JP JP59151524A patent/JPS6130643A/ja active Granted
-
1985
- 1985-09-17 US US06/776,807 patent/US4634477A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4634477A (en) | 1987-01-06 |
| JPS6130643A (ja) | 1986-02-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |