JPH059686A - ＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造方法 - Google Patents
ＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造方法Info
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- JPH059686A JPH059686A JP18330491A JP18330491A JPH059686A JP H059686 A JPH059686 A JP H059686A JP 18330491 A JP18330491 A JP 18330491A JP 18330491 A JP18330491 A JP 18330491A JP H059686 A JPH059686 A JP H059686A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コネクタ等に用いられるＮｉＴｉ系形状記憶
合金のマルテンサイト変態温度を低温側へ、逆変態温度
を高温側へ移行させ広いヒステリシス特性が得られる製
造方法。 【構成】 原子％でＮｉ４９．５〜５１．５％残部Ｔ
ｉ、Ｎｉ４９．５〜５１．５％を含み、これにＦｅ、Ｃ
ｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｐｄ、Ａｌのうち１種または２種以上を
合計で１％含み残部Ｔｉ、Ｎｉ３８．０〜５２．０％、
ＣｕまたはＮｂを５〜１２％含み残部ＴｉからなるＮｉ
Ｔｉ系合金を５００〜８００℃の温度で形状記憶処理を
施した後、Ｍｓ点＋３０℃以下の温度環境で４〜１２％
の変形歪を付与し、マルテンサイト変態点を低温側へ、
逆変態温度を高温側へ移行させることを特徴とするＮｉ
Ｔｉ系形状記憶合金の製造方法。
合金のマルテンサイト変態温度を低温側へ、逆変態温度
を高温側へ移行させ広いヒステリシス特性が得られる製
造方法。 【構成】 原子％でＮｉ４９．５〜５１．５％残部Ｔ
ｉ、Ｎｉ４９．５〜５１．５％を含み、これにＦｅ、Ｃ
ｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｐｄ、Ａｌのうち１種または２種以上を
合計で１％含み残部Ｔｉ、Ｎｉ３８．０〜５２．０％、
ＣｕまたはＮｂを５〜１２％含み残部ＴｉからなるＮｉ
Ｔｉ系合金を５００〜８００℃の温度で形状記憶処理を
施した後、Ｍｓ点＋３０℃以下の温度環境で４〜１２％
の変形歪を付与し、マルテンサイト変態点を低温側へ、
逆変態温度を高温側へ移行させることを特徴とするＮｉ
Ｔｉ系形状記憶合金の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、変形により、逆変態温
度を上昇させかつマルテンサイト変態温度を低下させる
ＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造方法に関するものであ
る。
度を上昇させかつマルテンサイト変態温度を低下させる
ＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術とその課題】形状記憶合金は高温相の母相
状態で立方晶構造をとり、これを冷却するとマルテンサ
イト変態温度で変態して単斜晶構造のマルテンサイト相
（以下Ｍ相）となる。この合金を加熱すると逆変態温度
を介して、逆変態して母相に戻る。このマルテンサイト
変態温度と逆変態温度は同一温度ではなく、前者が後者
に比べて低い温度である。この温度差を変態の温度ヒス
テリシスと呼ぶ。形状記憶合金を温度センサとして応用
する場合、この温度ヒステリシスは狭い方が好ましい。
即ち温度上昇時も下降時も同じ温度で動作することが要
求される。これに対して、変形させておいて加熱により
固定する素子、例えばコネクタなどは逆変態温度が高温
域にあり、柔らかいマルテンサイト相への変態温度が出
来るだけ低温域にあることが望ましい。このような要求
に対して、Ｎｉ−Ｔｉ合金を通常の鋳造、熱間加工、冷
間加工後、形状記憶処理を施したのでは、その温度ヒス
テリシスは大きくても４０℃であった。
状態で立方晶構造をとり、これを冷却するとマルテンサ
イト変態温度で変態して単斜晶構造のマルテンサイト相
（以下Ｍ相）となる。この合金を加熱すると逆変態温度
を介して、逆変態して母相に戻る。このマルテンサイト
変態温度と逆変態温度は同一温度ではなく、前者が後者
に比べて低い温度である。この温度差を変態の温度ヒス
テリシスと呼ぶ。形状記憶合金を温度センサとして応用
する場合、この温度ヒステリシスは狭い方が好ましい。
即ち温度上昇時も下降時も同じ温度で動作することが要
求される。これに対して、変形させておいて加熱により
固定する素子、例えばコネクタなどは逆変態温度が高温
域にあり、柔らかいマルテンサイト相への変態温度が出
来るだけ低温域にあることが望ましい。このような要求
に対して、Ｎｉ−Ｔｉ合金を通常の鋳造、熱間加工、冷
間加工後、形状記憶処理を施したのでは、その温度ヒス
テリシスは大きくても４０℃であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点を解決するため、逆変態温度が通常のＮｉ−Ｔ
ｉより高温で、かつマルテンサイト変態温度が低温域に
ある形状記憶合金が得られる製造方法を開発したもので
ある。
の問題点を解決するため、逆変態温度が通常のＮｉ−Ｔ
ｉより高温で、かつマルテンサイト変態温度が低温域に
ある形状記憶合金が得られる製造方法を開発したもので
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、原子％でＮｉ
４９．５〜５１．５％、残部ＴｉからなるＮｉＴｉ系合
金を５００〜８００℃の温度で形状記憶処理を施した
後、Ｍｓ点＋３０℃以下の温度環境で４〜１２％の変形
歪みを付与し、マルテンサイト変態温度を低温側へ、逆
変態温度を高温側へ移行させることを特徴とするＮｉＴ
ｉ系形状記憶合金の製造方法を請求項１とし、原子％で
Ｎｉ４９．５〜５１．５％を含み、さらにＦｅ、Ｃｏ、
Ｃｒ、Ｖ、Ｐｄ、Ａｌのうち１種または２種以上を合計
で１％以下含み残部ＴｉからなるＮｉＴｉ系合金を５０
０〜８００℃の温度で形状記憶処理を施した後、Ｍｓ点
＋３０℃以下の温度環境で４〜１２％の変形歪みを付与
し、マルテンサイト変態温度を低温側へ、逆変態温度を
高温側へ移行させることを特徴とするＮｉＴｉ系形状記
憶合金の製造方法を請求項２とし、原子％でＮｉを３
８．０〜５２．０％、Ｃｕを５〜１２％残部Ｔｉからな
るＮｉＴｉ系合金を５００〜８００℃の温度で形状記憶
処理を施した後、Ｍｓ点＋３０℃以下の温度環境で４〜
１２％の変形歪を付与し、マルテンサイト変態温度を低
温側へ、逆変態温度を高温側へ移行させることを特徴と
するＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造方法を請求項３と
し、原子％でＮｉを３８．０〜５２．０％、Ｎｂを５〜
１２％、残部ＴｉからなるＮｉＴｉ系合金を５００〜８
００℃の温度で形状記憶処理を施した後、Ｍｓ点＋３０
℃以下の温度環境で４〜１２％の変形歪を付与し、マル
テンサイト変態温度を低温側へ、逆変態温度を高温側へ
移行させることを特徴とするＮｉＴｉ系形状記憶合金の
製造方法を請求項４とするものである。
４９．５〜５１．５％、残部ＴｉからなるＮｉＴｉ系合
金を５００〜８００℃の温度で形状記憶処理を施した
後、Ｍｓ点＋３０℃以下の温度環境で４〜１２％の変形
歪みを付与し、マルテンサイト変態温度を低温側へ、逆
変態温度を高温側へ移行させることを特徴とするＮｉＴ
ｉ系形状記憶合金の製造方法を請求項１とし、原子％で
Ｎｉ４９．５〜５１．５％を含み、さらにＦｅ、Ｃｏ、
Ｃｒ、Ｖ、Ｐｄ、Ａｌのうち１種または２種以上を合計
で１％以下含み残部ＴｉからなるＮｉＴｉ系合金を５０
０〜８００℃の温度で形状記憶処理を施した後、Ｍｓ点
＋３０℃以下の温度環境で４〜１２％の変形歪みを付与
し、マルテンサイト変態温度を低温側へ、逆変態温度を
高温側へ移行させることを特徴とするＮｉＴｉ系形状記
憶合金の製造方法を請求項２とし、原子％でＮｉを３
８．０〜５２．０％、Ｃｕを５〜１２％残部Ｔｉからな
るＮｉＴｉ系合金を５００〜８００℃の温度で形状記憶
処理を施した後、Ｍｓ点＋３０℃以下の温度環境で４〜
１２％の変形歪を付与し、マルテンサイト変態温度を低
温側へ、逆変態温度を高温側へ移行させることを特徴と
するＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造方法を請求項３と
し、原子％でＮｉを３８．０〜５２．０％、Ｎｂを５〜
１２％、残部ＴｉからなるＮｉＴｉ系合金を５００〜８
００℃の温度で形状記憶処理を施した後、Ｍｓ点＋３０
℃以下の温度環境で４〜１２％の変形歪を付与し、マル
テンサイト変態温度を低温側へ、逆変態温度を高温側へ
移行させることを特徴とするＮｉＴｉ系形状記憶合金の
製造方法を請求項４とするものである。
【０００５】
【作用】すなわち本発明は上記組成のＮｉＴｉ系合金を
所定の形状に加工し、形状記憶処理を５００℃以上８０
０℃以下の温度で行い、Ｍｓ点＋３０℃以下の温度環境
で４％以上１２％以下の変形歪を与えることにより、マ
ルテンサイト変態温度を低温側へ、逆変態温度を高温側
へ移行させて、広いヒステリシスを有するＮｉＴｉ系形
状記憶合金を得るものである。特に線材においては、同
条件で直線状に形状記憶処理し、Ｍｓ点＋３０℃以下の
温度環境で、長手方向に４％以上１２％以下の変形歪を
与えることにより容易に広いヒステリシスを持つＮｉＴ
ｉ系形状記憶合金線材が得られる。本発明において対象
とする合金の組成範囲は原子％でＮｉを４９．５〜５
１．５％残部ＴｉまたはＮｉを４９．５〜５１．５とＦ
ｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｐｄ、Ａｌのうち１種または２種
以上を合計１％以下含み残部ＴｉからなるＮｉＴｉ系合
金、原子％でＮｉを３８．０〜５２、Ｃｕを５〜１２
％、残部ＴｉからなるＮｉＴｉ系合金、更に原子％でＮ
ｉを３８．０〜５２、Ｎｂを５〜１２％、残部Ｔｉから
なるＮｉＴｉ系合金などであり、Ｎｉ量が上記の下限未
満および上限を越えると形状記憶特性を示さず、加工性
も低下する。またＦｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｐｄ、Ａｌ、
Ｃｕ、Ｎｂを添加したＮｉＴｉ系合金も上記の広いヒス
テリシス特性を有するが、上記の範囲外では加工性を劣
化させる。記憶熱処理温度は５００℃未満では形状は正
確に記憶されない。また８００℃を越えると合金表面の
酸化が激しくなり材料的に好ましくない。形状記憶処理
後の変形歪み量は、４％未満では逆変態温度の上昇が充
分ではなく、１２％を越えると回復歪み量が大きく低下
する。変形温度はＭｓ温度に比べて低い方が好ましく、
Ｍｓ点＋３０℃を越えるとやはり回復歪み量が減少す
る。
所定の形状に加工し、形状記憶処理を５００℃以上８０
０℃以下の温度で行い、Ｍｓ点＋３０℃以下の温度環境
で４％以上１２％以下の変形歪を与えることにより、マ
ルテンサイト変態温度を低温側へ、逆変態温度を高温側
へ移行させて、広いヒステリシスを有するＮｉＴｉ系形
状記憶合金を得るものである。特に線材においては、同
条件で直線状に形状記憶処理し、Ｍｓ点＋３０℃以下の
温度環境で、長手方向に４％以上１２％以下の変形歪を
与えることにより容易に広いヒステリシスを持つＮｉＴ
ｉ系形状記憶合金線材が得られる。本発明において対象
とする合金の組成範囲は原子％でＮｉを４９．５〜５
１．５％残部ＴｉまたはＮｉを４９．５〜５１．５とＦ
ｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｐｄ、Ａｌのうち１種または２種
以上を合計１％以下含み残部ＴｉからなるＮｉＴｉ系合
金、原子％でＮｉを３８．０〜５２、Ｃｕを５〜１２
％、残部ＴｉからなるＮｉＴｉ系合金、更に原子％でＮ
ｉを３８．０〜５２、Ｎｂを５〜１２％、残部Ｔｉから
なるＮｉＴｉ系合金などであり、Ｎｉ量が上記の下限未
満および上限を越えると形状記憶特性を示さず、加工性
も低下する。またＦｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｐｄ、Ａｌ、
Ｃｕ、Ｎｂを添加したＮｉＴｉ系合金も上記の広いヒス
テリシス特性を有するが、上記の範囲外では加工性を劣
化させる。記憶熱処理温度は５００℃未満では形状は正
確に記憶されない。また８００℃を越えると合金表面の
酸化が激しくなり材料的に好ましくない。形状記憶処理
後の変形歪み量は、４％未満では逆変態温度の上昇が充
分ではなく、１２％を越えると回復歪み量が大きく低下
する。変形温度はＭｓ温度に比べて低い方が好ましく、
Ｍｓ点＋３０℃を越えるとやはり回復歪み量が減少す
る。
【０００６】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。表１
に示す組成の合金を鋳造、熱間加工後、焼鈍と冷間加工
を繰り返し、線径１mmの合金線を作製した。
に示す組成の合金を鋳造、熱間加工後、焼鈍と冷間加工
を繰り返し、線径１mmの合金線を作製した。
【０００７】
【表１】
【０００８】この合金に表２に示すような処理条件で直
線記憶熱処理を行った。更に表２に示すような恒温槽で
制御された雰囲気温度で、引っ張り試験機により引っ張
り変形を加えた。変形前の合金の変態温度Ｍｓ、Ａｓ点
はＤＳＣ法により決定した。
線記憶熱処理を行った。更に表２に示すような恒温槽で
制御された雰囲気温度で、引っ張り試験機により引っ張
り変形を加えた。変形前の合金の変態温度Ｍｓ、Ａｓ点
はＤＳＣ法により決定した。
【０００９】
【表２】
【００１０】処理後の合金線に定荷重温度サイクル試験
を行い、図１のように、Ａｓ点、Ｍｓ点および形状回復
歪み量を決定した。結果を表２に示す。表中の比較例
は、本発明の形状記憶処理、変形歪み付与の条件のいず
れかが欠けているため回復歪みが４％以上にならない。
図２に処理No．２〜７における、変形後の定歪み試験に
より求められたＡｓ、Ｍｓ点を示した。０％の値はＤＳ
Ｃ法により得られた変形前の変態温度を示した。変形歪
みが４％を越えるとＡｓ点が１０℃以上上昇し、Ｍｓ点
についても３℃以上下降する。図３にはこのサンプルの
回復歪み量を示した。回復歪みは変形歪みが１２％を越
えると極端に低下することが判る。図４には試料No．１
４〜１８における変形温度と回復歪みの関係を示した。
変形温度が高くなると回復歪みが大きく低下することが
明らかである。従って変形温度はＭｓ点＋３０℃以下が
好ましい。合金系はＮｉＴｉ２元合金でも、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｂを添加した合金
でも逆変態温度が高温側にシフトし、マルテンサイト温
度が低温側に移行する特性が得られる。
を行い、図１のように、Ａｓ点、Ｍｓ点および形状回復
歪み量を決定した。結果を表２に示す。表中の比較例
は、本発明の形状記憶処理、変形歪み付与の条件のいず
れかが欠けているため回復歪みが４％以上にならない。
図２に処理No．２〜７における、変形後の定歪み試験に
より求められたＡｓ、Ｍｓ点を示した。０％の値はＤＳ
Ｃ法により得られた変形前の変態温度を示した。変形歪
みが４％を越えるとＡｓ点が１０℃以上上昇し、Ｍｓ点
についても３℃以上下降する。図３にはこのサンプルの
回復歪み量を示した。回復歪みは変形歪みが１２％を越
えると極端に低下することが判る。図４には試料No．１
４〜１８における変形温度と回復歪みの関係を示した。
変形温度が高くなると回復歪みが大きく低下することが
明らかである。従って変形温度はＭｓ点＋３０℃以下が
好ましい。合金系はＮｉＴｉ２元合金でも、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｂを添加した合金
でも逆変態温度が高温側にシフトし、マルテンサイト温
度が低温側に移行する特性が得られる。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｎ
ｉＴｉ系形状記憶合金において逆変態温度を高温側に、
マルテンサイト変態温度を低温側にした形状記憶合金を
提供するものであり、変形させておいて温度上昇により
固定する素子などの応用につながり、工業上顕著な効果
を有する。
ｉＴｉ系形状記憶合金において逆変態温度を高温側に、
マルテンサイト変態温度を低温側にした形状記憶合金を
提供するものであり、変形させておいて温度上昇により
固定する素子などの応用につながり、工業上顕著な効果
を有する。
【図１】本発明の一実施例に係るＮｉＴｉ系形状記憶合
金の歪み−温度特性を示すグラフ。
金の歪み−温度特性を示すグラフ。
【図２】本発明の一実施例に係るＮｉＴｉ系形状記憶合
金の温度と変形歪み量の関係を示すグラフ。
金の温度と変形歪み量の関係を示すグラフ。
【図３】本発明の一実施例に係るＮｉＴｉ系形状記憶合
金の回復歪みと変形歪みの関係を示すグラフ。
金の回復歪みと変形歪みの関係を示すグラフ。
【図４】本発明の一実施例に係るＮｉＴｉ系形状記憶合
金の回復歪みと変形温度の関係を示すグラフ。
金の回復歪みと変形温度の関係を示すグラフ。
Claims (4)
- 【請求項１】 原子％でＮｉ４９．５〜５１．５％、残
部ＴｉからなるＮｉＴｉ系合金を５００〜８００℃の温
度で形状記憶処理を施した後、Ｍｓ点＋３０℃以下の温
度環境で４〜１２％の変形歪みを付与し、マルテンサイ
ト変態温度を低温側へ、逆変態温度を高温側へ移行させ
ることを特徴とするＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造方
法。 - 【請求項２】 原子％でＮｉ４９．５〜５１．５％を含
み、さらにＦｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｐｄ、Ａｌのうち１
種または２種以上を合計で１％以下含み残部Ｔｉからな
るＮｉＴｉ系合金を５００〜８００℃の温度で形状記憶
処理を施した後、Ｍｓ点＋３０℃以下の温度環境で４〜
１２％の変形歪みを付与し、マルテンサイト変態温度を
低温側へ、逆変態温度を高温側へ移行させることを特徴
とするＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造方法。 - 【請求項３】 原子％でＮｉを３８．０〜５２．０％、
Ｃｕを５〜１２％残部ＴｉからなるＮｉＴｉ系合金を５
００〜８００℃の温度で形状記憶処理を施した後、Ｍｓ
点＋３０℃以下の温度環境で４〜１２％の変形歪を付与
し、マルテンサイト変態温度を低温側へ、逆変態温度を
高温側へ移行させることを特徴とするＮｉＴｉ系形状記
憶合金の製造方法。 - 【請求項４】 原子％でＮｉを３８．０〜５２．０％、
Ｎｂを５〜１２％、残部ＴｉからなるＮｉＴｉ系合金を
５００〜８００℃の温度で形状記憶処理を施した後、Ｍ
ｓ点＋３０℃以下の温度環境で４〜１２％の変形歪を付
与し、マルテンサイト変態温度を低温側へ、逆変態温度
を高温側へ移行させることを特徴とするＮｉＴｉ系形状
記憶合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18330491A JPH059686A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | ＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18330491A JPH059686A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | ＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH059686A true JPH059686A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=16133340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18330491A Pending JPH059686A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | ＮｉＴｉ系形状記憶合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH059686A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014058710A (ja) * | 2012-09-14 | 2014-04-03 | Oita Univ | Ｔｉ−Ｎｉ系形状記憶合金の形状記憶処理方法 |
| KR20170006526A (ko) * | 2015-07-08 | 2017-01-18 | 서울대학교산학협력단 | 흡수 에너지 제어가 가능한 상변화 합금 제조 방법 및 그에 따라 제조된 합금 |
| CN111020338A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-17 | 四川大学 | 超低温服役镍钛铌形状记忆合金 |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP18330491A patent/JPH059686A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014058710A (ja) * | 2012-09-14 | 2014-04-03 | Oita Univ | Ｔｉ−Ｎｉ系形状記憶合金の形状記憶処理方法 |
| KR20170006526A (ko) * | 2015-07-08 | 2017-01-18 | 서울대학교산학협력단 | 흡수 에너지 제어가 가능한 상변화 합금 제조 방법 및 그에 따라 제조된 합금 |
| CN111020338A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-04-17 | 四川大学 | 超低温服役镍钛铌形状记忆合金 |
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