JPS5920440A - 銅系形状記憶合金 - Google Patents
銅系形状記憶合金Info
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- JPS5920440A JPS5920440A JP57130071A JP13007182A JPS5920440A JP S5920440 A JPS5920440 A JP S5920440A JP 57130071 A JP57130071 A JP 57130071A JP 13007182 A JP13007182 A JP 13007182A JP S5920440 A JPS5920440 A JP S5920440A
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- Japan
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- alloy
- shape memory
- electrolytic
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- superior
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/006—Resulting in heat recoverable alloys with a memory effect
-
- 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
- C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Contacts (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Golf Clubs (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、耐疲労破壊性にすぐれ、かつ延性、特にマ
ルテンサイト相の変形能にもすぐれた銅系形状記憶合金
に関するものである。
ルテンサイト相の変形能にもすぐれた銅系形状記憶合金
に関するものである。
一般に、形状記憶合金における形状記憶現象は、高温の
β相から低温の熱弾性型マルテンサイト相への相転移に
起因するものであり、これには温度変化によって一方向
（非可逆的）に、あるいは可逆的に形状が変化する現象
があり、前者の一方向現象を利用した適用分野としては
、例えばコネクターやカップリングなどの接合部品が６
り７％また後者の可逆的現象を利用した適用分野として
は、例えば窓開閉器、バルブ開閉器、感熱作動スプリン
クラ−および同安全スイッチ、さらにヒートエンジンな
どの熱駆動装置がある。
β相から低温の熱弾性型マルテンサイト相への相転移に
起因するものであり、これには温度変化によって一方向
（非可逆的）に、あるいは可逆的に形状が変化する現象
があり、前者の一方向現象を利用した適用分野としては
、例えばコネクターやカップリングなどの接合部品が６
り７％また後者の可逆的現象を利用した適用分野として
は、例えば窓開閉器、バルブ開閉器、感熱作動スプリン
クラ−および同安全スイッチ、さらにヒートエンジンな
どの熱駆動装置がある。
従来、これらの適用分野での実用化が可能な形状記憶合
金の代表的なものに、Ｚｎ：ｌＯ〜４５係。
金の代表的なものに、Ｚｎ：ｌＯ〜４５係。
Ａｅ ： １〜１０％を含有し、残シがＯｕと不可避不
純物からなる組成ｃ以上重量係）を有するＣｕ −Ｚｎ
−ＡＰ、合金がある。
純物からなる組成ｃ以上重量係）を有するＣｕ −Ｚｎ
−ＡＰ、合金がある。
しかし、この従来銅系形状記憶合金は、高温でのβ相お
よび低温でのマルテンサイト相とも延性が低く、それ故
疲労破壊を起し易いものであるため信頼性に欠けていた
。また、マルテンサイトの延性が低いことは、いわゆる
マルテンサイトの変形能が小さいことを意味するが１通
常、形状記憶合金を利用する場合、低温でのマルテンサ
イト相の状態で変形させ、高温のβ相にすることにより
形状を元の状態に回復させることになるので、マルテン
サイト相の変形能に大きく影響されることになる。すな
わち、マルテンサイト相の変形能が大きいと形状回復量
も増大するものであり、したがって逆にマルテンサイト
相の変形能が小さいと“ 形状回復量も少なく、この
結果作動量（変形量）を太きくできないことから、工業
部品として使用する場合、設計の面で太きく限定される
ことになる。
よび低温でのマルテンサイト相とも延性が低く、それ故
疲労破壊を起し易いものであるため信頼性に欠けていた
。また、マルテンサイトの延性が低いことは、いわゆる
マルテンサイトの変形能が小さいことを意味するが１通
常、形状記憶合金を利用する場合、低温でのマルテンサ
イト相の状態で変形させ、高温のβ相にすることにより
形状を元の状態に回復させることになるので、マルテン
サイト相の変形能に大きく影響されることになる。すな
わち、マルテンサイト相の変形能が大きいと形状回復量
も増大するものであり、したがって逆にマルテンサイト
相の変形能が小さいと“ 形状回復量も少なく、この
結果作動量（変形量）を太きくできないことから、工業
部品として使用する場合、設計の面で太きく限定される
ことになる。
本発明者等は、上述のような観点から、上記の゛従来銅
系形状記憶合金に着目し、これにすぐれた延性を付与し
、耐疲労破壊性を改善すると共に、マルテンサイトの変
形能ｃ以下単に変形能という）を増加すべく研究を行な
った結果、前記従来銅系゛ 形状記憶合金に、合金成分
としてＴｉと、 ’Ｆｅ、 Ｎｉ。
系形状記憶合金に着目し、これにすぐれた延性を付与し
、耐疲労破壊性を改善すると共に、マルテンサイトの変
形能ｃ以下単に変形能という）を増加すべく研究を行な
った結果、前記従来銅系゛ 形状記憶合金に、合金成分
としてＴｉと、 ’Ｆｅ、 Ｎｉ。
およびＣｏのうちの１種または２種以上とを含有させ、
素地中、Ｔｉ−（Ｆｅ、 Ｎｉ、 Ｃｏ ） ｆ主成分
とする金属間化合物が均一に晶出分散した組織とすると
。
素地中、Ｔｉ−（Ｆｅ、 Ｎｉ、 Ｃｏ ） ｆ主成分
とする金属間化合物が均一に晶出分散した組織とすると
。
この金属間化合物は、熱的にきわめて安定で、９００℃
程度までの加熱に際しても素地中に固溶することがない
ので、合金の熱および加工履歴７５Ｅ変動しても相転移
が安定したものになり、この結果変形能および延性が向
上し、かつ前記金属間化合物の存在によって耐疲労破壊
性も向上するようになるという知見を得たのである。
程度までの加熱に際しても素地中に固溶することがない
ので、合金の熱および加工履歴７５Ｅ変動しても相転移
が安定したものになり、この結果変形能および延性が向
上し、かつ前記金属間化合物の存在によって耐疲労破壊
性も向上するようになるという知見を得たのである。
したがって、この発明は、上記知見にもとづいてなされ
たものであって、重量係で、Ｚｎ二１０〜４５％、 Ａ
ｇ、： １〜１０％、Ｔｉ：０．０５〜３％を含有し、
さら［Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣＯのうちの１種または２種
以上二００５〜２％を含有し、残ｐ７５；Ｃ！ｕと不可
避不純物からなる組成を有する銅系形状言己憶合金に特
徴を有するものである。
たものであって、重量係で、Ｚｎ二１０〜４５％、 Ａ
ｇ、： １〜１０％、Ｔｉ：０．０５〜３％を含有し、
さら［Ｆｅ、Ｎｉ、およびＣＯのうちの１種または２種
以上二００５〜２％を含有し、残ｐ７５；Ｃ！ｕと不可
避不純物からなる組成を有する銅系形状言己憶合金に特
徴を有するものである。
ツキニ、この発明の合金において、成分組成範囲を上記
の通りに限定した理由を説明する。
の通りに限定した理由を説明する。
←） ＺｎおよびＡＱ
ＺｎおよびＡＡ酸成分形状記憶現象を発現させるための
成分であり、したがってその含有量がそれぞれＺｎ：１
０％未満およびＡＱ ： １１未満では所望の形状記憶
現象を生ぜしめるのが困難であ月さらにＭ成分には変態
温度を調整し、かつ高温での脱亜鉛を防止する作用があ
るので、この面からもＡｌｉ：１ｏＩ）以上の含有が必
要であｊ、一方その含有量がそれぞれＺｎ：４５％およ
びＡｉｌ ： １０係を越えると脆化傾向が現われるよ
うになることから、その含有量を、それぞれｚｎ：１０
〜４５ｃＩ）、Ｎ、：１〜１０％と定めた。
成分であり、したがってその含有量がそれぞれＺｎ：１
０％未満およびＡＱ ： １１未満では所望の形状記憶
現象を生ぜしめるのが困難であ月さらにＭ成分には変態
温度を調整し、かつ高温での脱亜鉛を防止する作用があ
るので、この面からもＡｌｉ：１ｏＩ）以上の含有が必
要であｊ、一方その含有量がそれぞれＺｎ：４５％およ
びＡｉｌ ： １０係を越えると脆化傾向が現われるよ
うになることから、その含有量を、それぞれｚｎ：１０
〜４５ｃＩ）、Ｎ、：１〜１０％と定めた。
（ｂ） Ｔｉと、 Ｆｅ、 Ｎｉ、およびＣ０Ｔ１と
、Ｆｅ、Ｎｉ、およびｃｏの鉄族金属とは互いに結合し
て％Ｔｉ−（Ｆｅ、 Ｎｉ、 Ｃｏ ）を主成分とする
金属間化合物を形成し、この金属間化合物は、゛上記の
ように素地中に均一に晶出分散するばかりでなく、熱的
にきわめて安定なものであるため、これによって合金の
延性が改善され、耐疲労破壊性が向上するようになると
共に、合金の変形能が著しく向上するようになるが、そ
の含有量がそれぞれＴｉ：０．０５％未満および鉄族金
属： ０．０５１未満では前記金属間化合物の晶出量が
少なすぎて前記の作用に所望の効果が得られず、一方そ
の含有量がそれぞれＴ１：２％および鉄族金属：２係を
越えると、前記金属間化合物の晶出量が多くなシすぎて
、マルテンサイト相の延性が低下するようになることか
ら、その含有量をそれぞれＴｉ：０．０５〜２係、鉄族
金属：Ｏ０５〜２係と定めた。
、Ｆｅ、Ｎｉ、およびｃｏの鉄族金属とは互いに結合し
て％Ｔｉ−（Ｆｅ、 Ｎｉ、 Ｃｏ ）を主成分とする
金属間化合物を形成し、この金属間化合物は、゛上記の
ように素地中に均一に晶出分散するばかりでなく、熱的
にきわめて安定なものであるため、これによって合金の
延性が改善され、耐疲労破壊性が向上するようになると
共に、合金の変形能が著しく向上するようになるが、そ
の含有量がそれぞれＴｉ：０．０５％未満および鉄族金
属： ０．０５１未満では前記金属間化合物の晶出量が
少なすぎて前記の作用に所望の効果が得られず、一方そ
の含有量がそれぞれＴ１：２％および鉄族金属：２係を
越えると、前記金属間化合物の晶出量が多くなシすぎて
、マルテンサイト相の延性が低下するようになることか
ら、その含有量をそれぞれＴｉ：０．０５〜２係、鉄族
金属：Ｏ０５〜２係と定めた。
つぎに、この発明の合金を実施例によυ具体的に説明す
る。
る。
実施例
高周波誘導加熱炉にて、原料として電解銅、電解亜鉛、
純度：９９．９９％のアルミニウム、純チタン、Ｃ！ｕ
−Ｆｅ母合金（Ｆｅ：３０％含有）、電解ニッケル、お
よび電解コバルトを用い、それぞれ第１表に示される成
分組成をもった本発明合金１〜１７および比較合金１〜
３の溶湯を大気中溶解し、インゴットに鋳造し、ついで
このインゴットに熱間鍛造および熱間圧延を施して、板
厚：１５−および１闘の２種類の板拐とした後％６００
〜９００℃の温度範囲内の所定温度１／Ｉ：１時間保持
後、水焼入れの熱処理を施した。
純度：９９．９９％のアルミニウム、純チタン、Ｃ！ｕ
−Ｆｅ母合金（Ｆｅ：３０％含有）、電解ニッケル、お
よび電解コバルトを用い、それぞれ第１表に示される成
分組成をもった本発明合金１〜１７および比較合金１〜
３の溶湯を大気中溶解し、インゴットに鋳造し、ついで
このインゴットに熱間鍛造および熱間圧延を施して、板
厚：１５−および１闘の２種類の板拐とした後％６００
〜９００℃の温度範囲内の所定温度１／Ｉ：１時間保持
後、水焼入れの熱処理を施した。
この結果得られた本発明合金１〜１７および比較合金１
，２の板拐について、耐疲労破壊性を評価する目的で、
板厚：１５’＋ｎｍの仮相よりｄ：４５喘のの試験片を
作成し、Ｊ工Ｓ規格Ｚ ２２７４にもとづいて回転曲げ
疲れ試験を常温で行なった。試験条件を同一にするため
、用いた試験片は、いずれも常温でβ組ｉｔ有するもの
である。一方マルチンサイト変形能を評価する目的で、
板厚：１閣の仮相より厚さ＝ＩＩＩｌ＋ＩＩＸ幅＝３閣
×長さ：３００晒の試験片を作成し、種々の直径の丸棒
を用い、１８０’曲げ試験を行なった。曲げ試験は試験
片を冷却してマルテンサイト相として行なった。なお、
前記回転曲げ疲れ試験では、繰返し数：１０６回での時
間強さと、荷重： 、９ Ｋ９／ ｍｊ＋での破断まで
の繰返し数を測定し、また曲げ試験では、試験片に割れ
が発生しない曲げ棒の最大径を測定した。これらの結果
を第１表に合せて示した。
，２の板拐について、耐疲労破壊性を評価する目的で、
板厚：１５’＋ｎｍの仮相よりｄ：４５喘のの試験片を
作成し、Ｊ工Ｓ規格Ｚ ２２７４にもとづいて回転曲げ
疲れ試験を常温で行なった。試験条件を同一にするため
、用いた試験片は、いずれも常温でβ組ｉｔ有するもの
である。一方マルチンサイト変形能を評価する目的で、
板厚：１閣の仮相より厚さ＝ＩＩＩｌ＋ＩＩＸ幅＝３閣
×長さ：３００晒の試験片を作成し、種々の直径の丸棒
を用い、１８０’曲げ試験を行なった。曲げ試験は試験
片を冷却してマルテンサイト相として行なった。なお、
前記回転曲げ疲れ試験では、繰返し数：１０６回での時
間強さと、荷重： 、９ Ｋ９／ ｍｊ＋での破断まで
の繰返し数を測定し、また曲げ試験では、試験片に割れ
が発生しない曲げ棒の最大径を測定した。これらの結果
を第１表に合せて示した。
第１表に示される結果から、本発明合金１〜１７は、い
ずれもすぐれた延性、耐疲労破壊性、および変形能を示
すのに対して、構成成分のうちのＴ１捷たは（Ｆｅ、
Ｎｉ、 Ｃｏ ）を含有しない組成を有する比較合金１
〜３は、前記特性のいずれもが本発明合金に比して劣っ
たものになっていること７５；明らかである。
ずれもすぐれた延性、耐疲労破壊性、および変形能を示
すのに対して、構成成分のうちのＴ１捷たは（Ｆｅ、
Ｎｉ、 Ｃｏ ）を含有しない組成を有する比較合金１
〜３は、前記特性のいずれもが本発明合金に比して劣っ
たものになっていること７５；明らかである。
上述のように、この発明の銅系形状言己１意合金は、延
性が高く、耐疲労破壊性にすく゛れ、力・つマルテンサ
イト相の変形能にもすく゛れたものであるので、その実
用に際しては絶大なるイ言頼性を確保できるものである
。
性が高く、耐疲労破壊性にすく゛れ、力・つマルテンサ
イト相の変形能にもすく゛れたものであるので、その実
用に際しては絶大なるイ言頼性を確保できるものである
。
出願人 三菱金属株式会社
代理人 富 １）和 夫 外 １名
Claims (1)
- Ｚｎ： １０〜４５％、 ＡＡ： １〜１０％、 Ｔｉ
：０．０５〜２係を含有し、さらにＦｅ、Ｎｉ、および
Ｃｏのうちの１種または２種以上：０．０５〜２チを含
有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成ｃ以上重
量係）含有することを特徴とする銅系形状記憶合金。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57130071A JPS6045696B2 (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | 銅系形状記憶合金 |
| US06/515,685 US4472213A (en) | 1982-07-26 | 1983-07-20 | Copper-base shape-memory alloys |
| GB08319671A GB2124653B (en) | 1982-07-26 | 1983-07-21 | Copper-base shape-memory alloys |
| DE19833326890 DE3326890A1 (de) | 1982-07-26 | 1983-07-26 | Kupferlegierung mit formgedaechtnis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57130071A JPS6045696B2 (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | 銅系形状記憶合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5920440A true JPS5920440A (ja) | 1984-02-02 |
| JPS6045696B2 JPS6045696B2 (ja) | 1985-10-11 |
Family
ID=15025297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57130071A Expired JPS6045696B2 (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | 銅系形状記憶合金 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4472213A (ja) |
| JP (1) | JPS6045696B2 (ja) |
| DE (1) | DE3326890A1 (ja) |
| GB (1) | GB2124653B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS629800A (ja) * | 1985-07-08 | 1987-01-17 | Aida Eng Ltd | プレス装置の荷重検出装置 |
| US7291231B2 (en) | 2002-05-17 | 2007-11-06 | Metglas, Inc. | Copper-nickel-silicon two phase quench substrate |
| JP2023528163A (ja) * | 2020-04-21 | 2023-07-04 | アロテック リミテッド | 金属間化合物のフレキシブル生産方法及びそれを作製するための装置 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60138032A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-22 | Mitsubishi Metal Corp | Ｃｕ系形状記憶合金 |
| KR910009871B1 (ko) * | 1987-03-24 | 1991-12-03 | 미쯔비시마테리얼 가부시기가이샤 | Cu계 합금제 변속기용 동기링 |
| IT1214388B (it) * | 1987-12-23 | 1990-01-10 | Lmi Spa | Lega metallica a base di rame per l ottenimento di ottoni beta all alluminio contenente additivi affi nanti del grano |
| US5238004A (en) * | 1990-04-10 | 1993-08-24 | Boston Scientific Corporation | High elongation linear elastic guidewire |
| US6977017B2 (en) * | 2001-10-25 | 2005-12-20 | Council Of Scientific & Industrial Research | Cu-ZN-A1(6%) shape memory alloy with low martensitic temperature and a process for its manufacture |
| US6764556B2 (en) | 2002-05-17 | 2004-07-20 | Shinya Myojin | Copper-nickel-silicon two phase quench substrate |
| CN100486756C (zh) * | 2004-11-19 | 2009-05-13 | 杨庆来 | 一种高强度铜合金防爆工具模锻生产工艺 |
| US20070131317A1 (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-14 | Accellent | Nickel-titanium alloy with a non-alloyed dispersion and methods of making same |
Citations (2)
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| JPS50128755A (ja) * | 1974-03-27 | 1975-10-11 | ||
| JPS5342248A (en) * | 1976-09-30 | 1978-04-17 | Katashi Aoki | Mold cramping device for injection molder |
Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
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| DE2837339A1 (de) * | 1978-08-10 | 1980-02-21 | Bbc Brown Boveri & Cie | Loetbare formgedaechtnislegierung |
| JPS5852546B2 (ja) * | 1979-12-18 | 1983-11-24 | 玉川機械金属株式会社 | 高力ばね性ならびに耐食性にすぐれた銅合金 |
| JPS5952944B2 (ja) * | 1980-10-30 | 1984-12-22 | 三菱マテリアル株式会社 | 強靭性および耐摩耗性を有するＭｎ−Ｓｉ系金属間化合物分散型高力黄銅 |
| JPS57123944A (en) * | 1981-01-22 | 1982-08-02 | Chuetsu Gokin Chuko Kk | Shape storing alloy |
| NL8103612A (nl) * | 1981-07-30 | 1983-02-16 | Leuven Res & Dev Vzw | Beta-legeringen met verbeterde eigenschappen. |
-
1982
- 1982-07-26 JP JP57130071A patent/JPS6045696B2/ja not_active Expired
-
1983
- 1983-07-20 US US06/515,685 patent/US4472213A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-07-21 GB GB08319671A patent/GB2124653B/en not_active Expired
- 1983-07-26 DE DE19833326890 patent/DE3326890A1/de active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50128755A (ja) * | 1974-03-27 | 1975-10-11 | ||
| JPS5342248A (en) * | 1976-09-30 | 1978-04-17 | Katashi Aoki | Mold cramping device for injection molder |
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| US7291231B2 (en) | 2002-05-17 | 2007-11-06 | Metglas, Inc. | Copper-nickel-silicon two phase quench substrate |
| JP2023528163A (ja) * | 2020-04-21 | 2023-07-04 | アロテック リミテッド | 金属間化合物のフレキシブル生産方法及びそれを作製するための装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3326890A1 (de) | 1984-01-26 |
| GB8319671D0 (en) | 1983-08-24 |
| GB2124653A (en) | 1984-02-22 |
| DE3326890C2 (ja) | 1992-05-14 |
| US4472213A (en) | 1984-09-18 |
| JPS6045696B2 (ja) | 1985-10-11 |
| GB2124653B (en) | 1985-09-11 |
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