JPS6119768A - 熱回復可能物品の処理方法 - 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】 本発明は熱回復可能物品およびその製造方法に係る。

合金の如き金属組成物においてオーステナイト状態から
マルテンサイト状態へ可逆変態を行うことができる性質
のものは既知である０そしてこれらの中のいくつかは熱
回復可能物品として成形されている０これらの合金は例
えばフルマー研究所（Ｆｕｌｍｅｒ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ
工ｎ５ｔｉｔｕｔｅ　）の名において米国特許第３，０
１２，８８２号；第３．１７４，８５１号：第３．３５
１．４６３号；第！１，５６７．５２３号；第３，７５
３．７００号：および第３，７５９，５５２号、ベルギ
ー国特許第７．０３，６４９号、および英国特許第１．
３１５．６５２号；第１，３１５，６５５号：第１．３
４６，０４６号および第１，３４６．０４７号中に開示
されている。ノルマ−研究所の４特許を本文に”フルマ
ー特許”として参照している０前記の総ての開示された
特許は本文中の参照文献として取υ入れている。

このような合金はまたアメリカ航空宇宙局刊行５Ｐ１１
０の”５５−ニチノール−記憶能力保有　　　２合金等
”　（５５−Ｎ１ｔｉｎｏニーｔｈｅ　ａｌｌｏｙ　ｗ
ｉｔｈ　ａｍｅｍｏｒｙ　＊　ｅｔｃ　’　）　（Ｕ、
Ｓ、　ＧｏｖｅｒｍｅｎｔＰｒｉｎｔｉｎｇｏｆｆｉｃ
ｅ　　、　Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ　ｒ　Ｄ、ｃ＋、ｌ　
　１９７２　）　ｈＮ、　Ｎａｋａｎｉａｈｉらによる
Ｅｌｃｒｉｐｔａ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａ　５＋４
３５−４４　Ｑ　（Ｐｅｒｇａｍｏｎ、　Ｐｒｅｓｓ　
１９７１　）において開示されており、これらは同様に
参照文献として本文中に取り入れている０ これらおよび他の合金は高温（またはオーステナイト）
状態から低温（またはマルテンサイト）状態へ冷却され
る時にシェア変態を行うという特色を共通して有してい
る０このような合金で製造された物品がマルテンサイト
状態において変形されたならばその物品は変形された・
状態を維持する０その物品がオーステナイト状態になる
温度に戻すために加熱されると、その物品は変形前の状
態に戻ろうとする０　１つの状態から他の状態への転移
はどちらの方向に対してもある温度域を超えて起る。冷
却中にマルテンサイトが形成しはじめる温度をＭｆ１点
と称し、マルテンサイトの形成が完了する温度ｔ−Ｍｔ
点と称する０これらのそれぞれの温度は試料を１００℃
／　ｍｉｎ　、の如き高速の温度変化を与えて得られる
０これを基準Ｍｓ点およびＭ１点と言う０同様に、オー
ステナイトへの変態の開始および終了時点の温度ｔ−Ａ
ｓ点およびＡｌ点と称する。一般に、４点はＡ８点より
低温であシ、Ｍｓ点はＡ２点よシ低温である０Ｍｓ点は
合金組成によりまた合金の熱的機械的履歴によりＡ６点
に比して等しいか、低いかあるいは高くなり得る。

１つの状態から他の状態への変態は前記の変形の回復に
加えて材料の有する数多き物理的性質の１つ例えば電気
抵抗率を測定することによシ追跡することができる。そ
れは変態が起る時の異常変化を示すものである。温度対
抵抗率あるいは温度対歪のグラフを記入するならば、Ｍ
、、　Ｍ、、Ａ８、Ａ、の各点を結び再びＭｓ点へ戻る
線はヒステレシスルーツと称するループを形成する。数
多くの材料においてＭＢおよびＡｌ１１点はほぼ同一温
度である。

熱回復能力または形状記憶能力を有する特殊な有用合金
の１つに米国特許第３，１７４．８５１号の金属間化合
物Ｔｉ　Ｎｉがある。合金の変形された物品が元の形状
に戻る温度は英国特許第１，２０２．４０４号および米
国特許第３，７５３，７００号に開示されているように
、合金組成による０例えば元の形状への回復は室温、室
温以下あるいは以上において行われる。

熱回復可能合金即ち形状記憶合金を使用するある商業的
応用例において、Ａ８点がＭｓ点より高温であることが
以下に示す理由により望ましい０この合金によ多形成さ
れる数多くの物品は変形された状態即ちマルテンサイト
状態において使用者に供給される０例えば本文に参考文
献として取シ入れている英国特許第１，３２７．４４１
号および第１．３２７．４４２号において開示されてい
るように、流体部品用カップリングが変形された状態例
えば拡大された状態で販売されている０購入者は拡大さ
れたカップリングを接合の相手となる部品例えば流体配
管の端末部に被せて置き、次にカップリングの温度全上
昇せしめる。その温度がオーステナイト変態域に達した
時に、カップリングは拡大する前の形状に戻るかまたは
戻ろうとする０そして接合される部品の上に収縮して接
合させる。

カップリングが使用中にオーステナイト状態を保持スる
こと（例えばマルテンサイド状態へ変態して応力弛緩を
起すのを避けるため、およびオーステナイト状態の機械
的性質が優れている故に）が必要であるが故に、この材
料のＭｓ点は使用中常時オーステナイト状態を保持する
べく使用時中に達し得る可能性のあるどの温度よシも低
い温度に選ばれている。この理由によシ、一旦変形を行
った後はこの物品は使用されるまでは、例えば液体窒素
の中に保存されなければならない０しかし、この文中で
述べているように、Ａ８の意味がオーステナイｌ）るい
はオーステナイト状態への変態能力を有する全てのマル
テンサイトについての、歪一温度グラフ上にプロットさ
れた連続したＳ字状の転換の開始を示すものとすれば、
その人Ｂは例えばほんの一時的に１回の加熱サイクルを
行うだけでそれに対応するＭｓ点の上昇を伴うことなく
上昇させることができ、そうすれば拡開されたカップリ
ングはより高い温度でよシ好都合な温度に保って置くこ
とが可能になる０ 本発明の第１の特徴としては、オーステナイト状態とマ
ルテンサイト状態との間の可逆変態を行うことができる
金属組成物よりなる物品について変態のヒステリシス曲
線即ちヒステレシスループを拡大させるための処理方法
を提供することである。この処理方法は先ず物品を上昇
されたＡｓ点（以下Ａｓｅ点と称する）にするために、
マルテンサイトから通常のＡｓ点以上に徐熱し、次に徐
熱を終らせ”ｓｅ温度以下まで冷却しその組成物がマル
テンサイト状態にある間に熱回復性を与えるために物品
を変形させることを包含する。

本発明の方法においては、物品は、それがマルテンサイ
ト状態にある温度から通常のＡｓ点からＡ０点の範囲の
以内または以上の温度にまで、この組成物のオーステナ
イト状態への実質的な変態を阻止するような加熱速度で
徐熱される。以下に詳説するように、この加熱速度は合
金によって異なるが１℃／ｍｉｎ、以下の加熱速度であ
れば適用可能である。物品がマルテンサイト状態にある
間に徐熱の終了以前または終了に引続いて元の形状から
変形をおこなうことによシこの組成物に熱回復性を与え
る。この合金は徐熱された温度以下に冷却され、その温
度で貯蔵される。

このように処理された金属組成物は徐熱が終了した温度
まではマルテンサイト状態を維持するような顕著なる特
性を有している。この組成物をオーステナイト状態に復
帰させるにはこの組成物を徐熱処理を終了した温度以上
に急熱することによシ達成される。急熱処理に先立って
組成物が変形されていれば、元の形状への復帰は急熱処
理によって達成される。

本発明は少なくとも１加熱サイクルにおいでそのＭｓ点
よシ高温のＡ、点を有する、または既にその組成物のＭ
ｓ点よシ高温のＡｓ点を保有しているナラハ上昇すレタ
Ａｓ点を有する即ち拡大されたヒステレシスループを有
する金属組成物を包含する熱回復可能物品を提供する。

その結果としてｔマルテンサイト状態の時に保有する物
理的性質がより高い温度においても保持され、また物品
がすでに変形を受けている場合にはその元の形態へ復帰
する温度、または復帰しようとする温度は高くなる。

本発明はまた拡大されたヒステレシスループを有する独
特の金属組成物を提供する。この合金または組成物から
成る物品は好ましい徐熱処理に先立つで、または処理に
引続いてマルテンサイト状態である間に、それがオース
テナイト状態であった時の形状から変形されることによ
シ熱回復可能性のものにされることができる。物品が使
用される時には、それは単に例えば５℃／ｍｉｎ、また
はそれ以上；好ましくは１００°Ｃ／ｍｉｎ、またはそ
れ以上の何らかの都合の良い速度で高速加熱を受ければ
よい。そうすればＡｓ点はそれにより決まるし、また多
くの場合徐熱によシ到達した温度に近い温度になる。本
発明はまた前記した方法によシ得られた性質を有する物
品あるいは合金を提供する。

この方法をこれよｐ″″予備処理”と称し、得られた合
金を“予備処理済み”合金と称する。

本発明について添付図面を参照して実施例を示して更に
詳細に説明するＯ 第１図について言及するならば、このグラフを使って例
えば最定か一６０℃程度の低温にさらされて使用されな
ければならない部品について以下に考察してみる。この
ような使用目的にかなうものとして一３０℃以下に冷却
されるとマルテンサイト変態を開始する合金を選択する
。銅基β相合金については、加熱することにより第１図
の斜線部分に示されているように変形状態から物体が原
形に復する温度はやはり略−３０℃であり、原形への完
全なる復帰は４０〜５０℃の温度範囲にて起る。第１図
に示される如く室温においても上記部品は原形状に復し
ている。回復特性を比較する目的のためには、各加熱の
間に発生する回復の量を記録してやることによシ、即ち
第１図の曲線の一次微分係数をプロットしてやることに
より第２図の如きより有益な図式表示を得ることが出来
る。

本発明によれば回復範囲をその通常の位置（ａ）から第
２図に示される如く新しい位置（ｂ）へと移動させるこ
とが出来る。

一６０℃に冷却すると変態を開始する合金の一つの組成
は６６．４５重量％Ｃｕ゛３１．５５重量％Ｚｎ％２．
００重量％Ｓ１である。この合金は通常の方法により溶
解し、所望の最終形状へと加工することが出来る。かく
て成形された部品は次にすべてがβ相に即ち７００℃以
上９５０℃以下の温度に加熱される。この温度において
数分間保持された後該部品は水中冷却され、次に該部品
はこれを低温組織に変態させるため例えば固体二酸化炭
素及びエチルアルコールによって冷却される。低温にお
いて該部品はその新らしい形状へと変形される０尚６〜
１０％の歪を与えることにより良好な結果が得られる。

次に該部品は例えば０．２５℃／分程度のゆつくシした
加熱速度で加熱される。その理由は例えば＋４０℃の如
き所望の回復温度が得られる迄変態を遅延させてやるた
めである。次に該部品は室温に迄再び冷却される。この
部品をその原形状に迄戻してやるためには、該部品は例
えば１００℃／分程度のはやい加熱速度で加熱されねば
ならない。この部品の原形状への回復は＋４０℃付近で
始まり約１００℃で完了する。該部品を冷却してやると
、低温度相への変態は一３０℃よシ高温では発生しない
０もし該部品が再び一７９℃に冷却され、再び変形され
、次に急速加熱されるならば回復が一３０℃において発
生する。

本発明によシ達成可能なＡｓの温度上昇には最大値が存
在すると考えられる。例えばβ−黄銅の温度を上昇させ
ると該黄銅はα及びβ相物質の平衡混合組織へと変化す
る傾向がある。この現象が発生するとＡｓの温度上昇は
防止される。しかしながら本発明の方法においては幾つ
かの合金のＡ８は１００℃程度上昇させることが可能で
あシ、シかもこの温度上昇が最大到達可能値であるとは
考えられない。

本発明の応用性はある程度合金の組成に依存するＯＦｕ
ｌｍａ　ｒ特許に記載の合金においては回復温度範囲を
制御する作用に対して幾分反応を示したが、よシ一層合
金成分範囲が限定されると制御反応度ははるかに良好と
なった。０ｕ−Ｚｎ−８ｉ系合金における良好な反応特
性を示す組成範囲は通常のＭｓ点が一８０℃程度と低い
合金を含んでいる０上述の適応例の大部分においては冷
却した際の変態の開始点が室温以下であることを必要と
するが、この規制条件は全ての適応例に轟てはまるもの
ではな−。冷却時における変態が室温以上の温度におい
て開始されるある種の合金組成体は本発明の処理に対し
て良好な反応を示すことが判明している。良好な反応を
示し、冷却時における変態が＋１００℃付近において開
始される合金の幾つがが０ｕ−Ｚｎ−Ａｌ及び０ｕ−Ｚ
ｎ−８ｉ合金系に見出されている。

上昇した回復温度範囲における、回復の量は、もし合金
が急速加熱を始める前にあるいは低貯蔵温度へと冷却さ
れる前に、緩速加熱が停止される温度にある長い時間合
金が保持されることがない場合にはしばしば最大値を取
る。

所定の合金に対しては「徐熱」とも称すべきある最大値
以下の加熱速度範囲と、「急熱」とも称すべきある最小
値以上の加熱速度範囲が存在すると考えられる。この最
大値及び最小値の間にはＡ８温度がその通常の値と極め
て高温度の値との間で変動する臨界加熱速度範囲が存在
する。

全ての合金に対して「急熱」及び「徐熱」加熱速度範囲
の数値限定を与えることは不可能である。

その理由はこの数値が幾つかの因子に依存するからであ
る。その一つとして物理的かつ化学的処理は温度依存性
を有しており、このような処理は例えば＋４０℃よシは
一４０℃において極めてゆつくシ進行するという因子を
挙げることが出来る。

Ｍｓ点が一４０℃にある合金においては、「急熱」及び
「徐熱」両加熱速度範囲は他の点では類似のＭｓ点が４
０℃にある合金よりもゆるやかであるということは一般
的な真理である。更には前述の「他の点では類似な」合
金の組成は必然的に幾分異なった成分を含有しているは
ずであるから、これらの成分が結局「急熱」及び「徐熱
」加熱速度の限界に影響を及ぼすことになる。

更に必要とされる加熱速度は合金含有成分及び時効処理
の程度に依存する。例えば１％の８１を含有するか乃至
は短時間の時効処理を受けた０ｕ−Ｚｎ−８ｉ合金にお
いては「徐熱」及び「急熱」加Ｊ騙度の臨界値はシリコ
ン含有量が低いか乃至は時効時間が長い材質の合金よシ
も高くなる０所定の合金に対して好ましくかつ臨界の速
度を決定する実験は広く行ちれているｏしかしながらあ
る合金に対しては「徐熱」に対する上側限界値と、「急
熱」に対する下側限界値が存在しており、これらの限界
値を簡単な実験をすることによシ所定の合金に対して容
易に定める事が出来る０好ましくは上記合金は金属間化
合物である０適轟な合金として好ましくは比較的少量の
アルミニウム、シリコン、すず乃至マンガン乃至その混
合物を含んでいる０ｕ−Ｚｎ及びＣｕ−Ａｌ合金を挙げ
ることが出来る。これらの合金は約２０重量％以上の第
３成分乃至添加成分を含むことが可能であると信じられ
ている０回復量が有効な程度のものであるためには合金
のマルテンサイト状態における破断伸びは少なくとも約
５％の値を有しているべきである。銅及び亜鉛以外の金
属の割合は合金の転移温度及び他の特性に影響を与える
。本発明において用いるのが適当な合−金は６９．７％
Ｏｕ％　　２６．３％ｚｎ　ｓ　４　％’Ａｌなる組成
か６２．２１　Ｏｕ％３７．３　％ｚｎｘＯ−５％Ａｌ
なる組成か乃至は８０．５　％　（１！ｕ％１０、’５
％Ａｌ．９％Ｍｎなる組成を有している０本明細書にお
いては例として６５％のＯｕと３５％のＺｎなる組成割
合で任意的添加物が２％から６％のシリコンであるか乃
至は３〜４．５％以下のアルミニウム（但しこれらの数
値はいずれも重量％）であるような合金についての詳細
な説明を行なうことにする。しかしながら、本発明に係
る処理方法は例えば周囲温度よシも低いか乃至は、−高
いＭｓ点を備えた合金及び例えば金乃至銀をベースとし
た銅ペース以外の合金にも適用可能であり、従って本発
明はこれらの詳細な説明にのみ限定されるものではない
０例えば、更に別の合金が上述のＦｕ１ｍｅｒ特許明細
書特許明細宮中ている０ 本発明に係る熱的予備処理方法においては、材料は初期
徐熱前か又は徐熱後乃至は徐熱しかつ冷却した後におい
て変形させることが可能であシ、どの場合においても変
形は実質的にマルテンサイト状態において発生させられ
、好ましくはＭｆ点以下、より好ましくはＭ２点直下に
おいて発生させられるのが良い０ 本発明に係る方法を実施するに当って注意すべき可変条
件としては以下のものが挙げられる００ｕ−Ｚｕ及び０
ｕ−Ａｌ合金の場合にはオーステナイト、マルテンサイ
ト間の可逆遷移現象テ；可能なるだめには合金は実質的
にβ−相になければならない。７０％以上がβ−相であ
る合金は通常実質的に純粋なβ−相時特性示す０従って
合金を高温に加熱してβ−相を得ることが必要とされる
場合には選択した温度において合金の少なくとも一部ｉ
ｚβ−相内に存在していなくてはならない０合金毅ヨ実
質的にβ−相になる温度範囲は゛合金の組成妙；変化す
るにつれて変動する０銅基合金においてはこの温度は約
７００℃の低温で生ずる０ 上記合金を焼入れする際の焼入れ温度において上記β−
相は準安定状態にある０即ち該合金はα−相への逆転傾
向は顕著なものではない０更に、焼入れの際の冷却速度
は冷却に際してのα−相の析出が顕著でない程度に十分
太きＵ′″Ａ必要がある０Ｍｓ点以下の温度に焼入れす
ることは熱回復特性に対しては逆効果を与え、一方場合
によってはＭＢ点よりもあまり高すぎる温度に焼入れす
ることは冷却速度が低くなり上述の鋼合金におけるα−
相の析出を防止することが出来ないので好ましくない。

好ましい焼入れ温度は熱回復挙動に逆効界を与えない温
度であり、特にＭｓ点が０℃以下の合金に対しては約２
０℃が好ましい焼入れ温度である。

低温マルテンサイトからの加熱速度は重要である。定量
的に言うならば、「徐熱」加熱速度は通常のＡ８温度乃
至直上付近においてマルテンサイトがオーステナイトに
逆転するのを防止出来る程度に十分ゆるやかな速度であ
る。アルミニウム及び／又はシリコンを含有している０
ｕ−Ｚｎ合金に対しては０．０１〜１．０℃／分の加熱
速度が好ましいと考えられている。「急熱」加熱速度は
マルテンサイトから直接加熱して通常のＡ８温度が得ら
れるような加熱速度であるか、乃至は「徐熱」６後に該
「急熱」が行なわれた際特定の更に高いＡＩ３温度にお
いてマルテンサイトがオーステナイトに逆転するような
温度である。

本処理方法は未変形試料の回復温度範囲を制御するのに
用いることが出来るが、回復範囲を制御するための最適
条件を決定するに当っては歪の付加と合金組成とは相互
に関係を有している０例えば、歪が増大すると、０ｕ−
Ｚｎ−８ｉ系において最適の反応を示すのはクリコンの
濃度が低下した時である。

最適条件決定にあたっては応力も又考慮に入れなければ
ならない。何故ならば応力が高くなるにつれて冷却遷移
範囲は高温側に移動するからである。同様にして、加熱
時において回復を完了するのに要する温度はもし物品が
応力下において回復するか乃至は回復の結果応力負荷さ
れた場合高くなる。

第７ａ図及び第７ｂ図に示される如く本発明の徐熱処理
の効果は歪と温度により変動する０第７ａ図に示される
如く、新規のＡｓ点（ＡＢｅとして図示）が生じ、この
温度においては熱回復の実質的に全部分は回復の目的で
熱を加えた時発生する０第７ｂ図において示される如く
、本発明に係る徐熱処理の効果は通常のＡｓ点を幾分示
したまま新規のＡｓｅ点を誘起させることにある。発明
の応用は該発明の特定の理論によって拘束されるもので
はないが％　Ａ、点が認められるという現象は徐熱加熱
速度における熱回復の速度が通常のＡｓ点におけるヒス
テリシスループを拡大させるのに極めて大きな役割を果
しているためとも考えられる０乃至は該現象は本発明に
係る徐熱処理の初期部分を通常のＡｓ点において幾分の
熱回復が生ずる程度の十分大きな加熱速度で意識的に行
わせることからも生じせしめることが出来ると考えられ
る。

上述の説明によ”　ＡＢｅ点は徐熱が終了する温度によ
って決定されることが理解されよう。徐熱行程は冷却に
よって終了させることも出来るし、乃至は急熱加熱を開
始せしめることによって終了させることが出来る。ここ
でもし該急熱加熱を十分長い時間行うと、急熱加熱が開
始された時点に存在している全ての変態可能マルテンサ
イトの完全変態が開始される。かくて、新規のＡｓｅ点
を誘起せしめ該温度においてかくて処理された金属組成
物品の有益な熱回復を開始せしめることは本発明の範囲
内に含まれると考えられる。

本発明に従って用意された物品の回復前及び回復後の形
状は物品が供給される端末用途に依存する。例えば円筒
状物品を用意する時には該物品を半径方向に収縮乃至膨
張させるようにすることが可能であシ、乃至はねじれ状
態から非ねじれ状態へ又はその逆に変化させることも可
能でアシ、あるいは又部品の長さを変化させたシ、形状
を１型からＬ型に変更させることも出来る。

本発明の特に目的とするところは熱回復可能金属物品の
回復温度を制御して物品に予め設定した回復範囲を与え
ることの出来る方法を提供することである。尚上記回復
範囲は単に徐熱を特定温度地点において終了させること
により実質的に様にな限界値内で変動させることが出来
る。

本発明に係る製品は該製品と同一の組成を有するが本発
明の処理を受けない製品よりも広範囲の温度範囲におい
てマルテンサイト状態を保持する０マルテンサイト組成
体は優れた減衰振動特性を備えておシ、疲労すること無
く変形可能であり、しかも変形が容易であり、ヤング率
が低い０又本発明によれば以前と比較してこれらの特性
を有するより広範囲の金属組成体を得ることが出来る０
本発明によれば、オーステナイト状態からマルテンサイ
ト状態の間を可逆的に変態可能な金属組成体に上昇した
Ａｓ点を付与する第二の方法が提供されている０該第二
の方法は金属組成体をその通常のＭｓ点以上の温度にお
いて変形形状に十分な時間保持せしめ、以って拘束装置
が除去された時に少なくとも該変形の一部分を保持せし
めるという段階を含んでいる。保持される変形の量はと
シわけ該金属組成体が保持される温度と、保持段階の持
続時間との関数である。ある与えられた合金の保持時間
は普通の実験により決定することが出来る。一般的に言
って所望の効果を得るための最小有効期間は保持温度に
依存するが、例えば２００℃では１０秒であシ、１００
℃では１０分であり、室温では６０分である。

今考えている金属組成からなる物品はオーステナイト状
態にある間に変形させることが出来る。

しかしながら通常この状態において変形を行うには大き
な力を要する。従って該物品を変形させるのはそれがＭ
、　＋’　Ｍｆ点点間おけるより被加工性良好な状態に
おいて行なうのが好ましく、その後変形状態において該
物品の温度をＭＢ点以上の所望の保持温度に上昇させる
のが好ましい。

機械的予備処理を受けた物品はそれが急熱加熱された時
少なくとも部分的に初期形状へと回復する０ 例えば引張力を付加するとか、圧縮力を付加するとか、
曲げ力を付加させることによシ、オーステナイト状態に
ある物品に負荷乃至応力を加えると、オーステナイトの
一部がマルテンサイトに変態する応力誘起変態を介して
物品内に歪が誘起されることが知られている。この歪は
負荷が除去されると削減するものであり、「擬弾性型」
と呼ばれる。何故ならばとの歪効果は歪が応力と線形関
係を保って変化しないという意味において通常の弾性挙
動と異なるからである。（Ｈ，ＰＯｌ）８１　Ｍｅｔ。

Ｔｒａｎｓ、１　（１）　２５１〜５８頁、１９７０参
照）。歪。

が消滅するのは付加応力によシ誘起されたマルテンサイ
トへの変態が弾性的かつ非フック状態においてオーステ
ナイトへ−と逆転するからである。一般的に言って応力
誘起マルテンサイト変形が起シ得る最大温度が存在する
。この温度は金属組成により変動するものであシ以後通
常呼する如くＭｄ点と呼ぶ。

応力によシ誘起される擬弾性マルテンサイト及びオース
テナイト状態間の可逆性は、低温度の安定マルテンサイ
ト状態において変形した金属組成物品料がマルテンサイ
トがオーステナイトへと変化する温度範囲迄加熱された
時原形状に復帰する形状記憶効果と表面的には類似の現
象である。この現象と上記擬弾性的に生じたマルテンサ
イトと関連して発生する現象との大きな差異は後者にお
いてはマルテンサイトの形成が応力付加領域に局所化さ
れておシ、マルテンサイトからオーステナイトへの遷移
はオーステナイトからマルテンサイトへの遷移と同様恒
温変態であるということである０ このような理由によシ、金属組成体の試料をその町点以
下で変形させ該試料を該温度下に保持して所定時期にお
いて歪を回復させることによシ得られる熱回復性歪を利
用する場合には、可逆性徴弾性歪は理論的にはともかく
実用上は応用不可能である。しかしながら、上述せる如
くこの後者の処理方法においては試料を比較的低い温度
に即ちＡｓ点以下に保持して、通常オーステナイトへの
遷移が発生する温度（Ａｓ）を十分前進させて取扱う試
料が周囲温度において回復しないようになる所望の時期
迄は回復を防止してやるという必要性が往々にして生ず
る。

本発明によれば、金属物品が通常のＡ８点以上の温度即
ち与えられた金属組成と関連した通常の逆転温度に到達
する迄変形金属物品がそのオーステナイト状態における
原形状へと逆転する現象を防止す゛るための別の新規な
方法が提供されている。

この方法は好ましくは該物品を原形状から変形させ、該
変形物品をＭａ点以下Ｍｓ点以下の温度において応力解
放時に原子の少なくとも一部が保持されるのに十分な期
間だけ該変形状態に保持せしめる段階を有している。そ
の後試料を急熱加熱すると−即ち熱的予備処理によって
更にＡｓ点が上昇しないような加熱速度（通常かつ好ま
しくは１００℃／分以上）を以って加熱すると上記保持
歪の少なくとも一部分が回復するという結果が得られる
。従って、本発明は又特定の組成に関して通常得られる
Ａ、−Ａｆ範囲と比較して上昇したＡＢ−Ａ、範囲を備
えた熱回復金属組成体をも提供している。

一般的に言うならば、本発明に係る方法は可逆的オース
テナイト−マルテンサイト変態を行なう広範囲の金属組
成体に適用可能である。該方法は特に合金更に具体的に
は電子化合物を形成する合金に用いるのが適している。

好ましい電子化合物としては構造的に類似の体心立方相
に対応してＨｕｍｅ　−Ｒｏ　ｔｈｅ　ｒｙが命名した
電子化合物（例えばβ−黄銅）乃至は価電子数対原子数
が３＝２の電子化合物を挙げることが出来る（　Ａ’、
　Ｓ、Ｍ　、Ｍｅ　ｔａｌｓＨａｎｄｂｏｏｋ＋　Ｖｏ
ｌ、　１　＋　８刷、１９６１．４頁参照）Ｏ適当な合
金としてはβ相合金を含ませることが出来るが、該β相
合金としては例えばβ−黄銅と関連する体心立方型のβ
合金を形成するＯｕ　−Ｚｎ。

０ｕ−Ａｌ合金を典型的な例として挙げることが出来よ
う。即ちこれら適当な合金に含まれるＣｕ　−Ａｌ、０
ｕ−Ａｌ合金においてはＺｎ及びＡｌが少なくとも部分
的に置換しておシ、これら合金要素そのものが。

例えば８ｉ、Ｓｎ％Ｍｎ乃至その混合物の如き合金要素
と部分的に置換可能である。この様な幾つかの合金につ
いての詳細な記述が熱的予備処理方法を開示している前
述の出願明細書内に記載されている。好ましい合金には
不可避的不純物は別として６０〜８５重量係のＯｕと、
Ｓｉ、Ｍｎ、乃至これらの混合物との組合せを含んだ種
々の量のＺｎ及び／又はＡｌとの合金が含まれており、
該合金としては例えば４０重量％以下のＺｎと、０〜５
重量％の８１と、約１４重量％以下のＡｌと、０〜１５
重量饅のＭｎとを含んで体心立方型構造物を形成してい
る合金を挙げることが出来る０３元、４元乃至それ以上
の多元銅合金を使用することも出来る。実施例において
はこれらの数値範囲に入る幾つかの合金について更に詳
細な説明を行なうことにする。しかしながら、本発明に
係る方法は好ましい実施例傾のみ適用可能なものではな
い０例えば、本発明に係る方法金銅以外の金属をベース
にした合金に適用することも出来る０この型式の合金は
当業界では既知の方法を用いてβ−相にて得ることが出
来る。通常β−相は該酋合金を実質的に安定なβ−相の
一部として存在する温度から準安定なβ−相として存在
可能な温度へと急速に焼入れすることにより得ることが
出来る。もし焼入れ速度がち凍りに遅いと、かなシの量
の第二相組織が形成され、該組織が可逆的オーステナイ
ト−マルテンサイト変態を起さない可能性がある。しか
しながら、例えば７０％βなる如く、少なくとも実質的
にβ−相にある合金が純粋のβ−相構造体と同様の有益
な特性を実質的に保持している可能性もある０ もし合金がそのＭｓ点温度以下に焼入れされた時には、
その後における熱回復性には逆影響が生ずる可能性があ
る。従って合金はＭｓ点以上の温度において、顕著なα
−相が形成されない程度の冷却速度で焼入れするのが好
ましい。０℃以下のＭｓ点を有する合金に対しては約２
０℃の焼入れ温度が良好な温度である。この条件は例え
ば合金を２０℃の水内に焼入れすることによって達成す
ることが可能である０ 選択採用された合金は熱回復の鱗、所望の形状を備える
如く成形される。熱回復が生じ始める形状即ち最終的に
熱的に不安定な状態（熱回復性のある状態）にある形状
へと物品を変形させる作業はＭｄ点以下の温度にて行う
のが好ましい０例えば変形作業は物品がオーステナイト
状態にある間に行ない、かくて物品に加えた初期歪が「
擬弾性」型式の歪となるようにすることが出来る０何故
ならば該擬弾性歪をあまりに急激に解放させると変形行
程は上述の恒温回復を生ずることになるからである。し
かしながら、物品を適当な時間間隔の間質形状態に保持
してやると、もとは「擬弾性」であった歪の少なくとも
一部分は応力が除去されても保持される歪へと転換され
る。もとの擬弾性歪の保持されぬ部分は「スプリングバ
ック」と称することが出来る。

保持歪を回復させるために、試料は上述の如くオーステ
ナイト変態が発生する温度範囲において急速に加熱され
る。保持歪の内回復しない部分があれば（この現象はマ
ルテンサイト−オーステナイト変態においてめずらしい
現象ではない）該部分は「非回復歪」と称される。歪を
回復させるのに必要な加熱速度は、もし物品がきわめて
ゆっくり加熱された場合回復が生じないので、十分急速
なものとして上述の如き「熱的予備処理」の効果を防止
してやらねばならぬ。適尚な加熱速度は合金の特性に従
って変化するものであるから、全ての合金に対して「徐
熱」乃至「急熱」と称すべき　　　゛特定の加熱速度を
一義的に定めることは不可能である。しかしながら１．
これらの用語の意義は前述の議論から明らかであろう。

かくて「急熱」と称すべき加熱速度は容易に確認するこ
とが出来る。

変形状態が十分長く続くならば全ての初期歪は応力が除
去された時にも保持される。与えられた温度における顕
著な保持歪を得るのに必要な時間長さは合金の組成及び
熱的機械的履歴に依存する。

一般的に言うならば、ある合金に対して必要な保持時間
は保持温度が増大するにつれて減少する。

しかしながら、もし保持温度が高過ぎる場合には保持歪
のかなりの部分が非回復性を帯びるので逆効果が生ずる
可能性がある。しかしながら、「機械的予備処理」は２
００℃もの高温度で行なわれている。このような議論か
らも明らかなる如く、保持温度と拘束期間即ち物品が応
力下に保持される期間との最良の組合せ条件は合金の種
類に応するものであるが、この組合せ条件は容易に確定
せしめることが出来る。最良の条件においては約１０％
に迄到る熱回復性歪が本発明に係る方法で処理された物
品に対して得られる。

「熱的予備処理」の場合には、上昇Ａｓ点即ちＡｇ３点
は往々にして徐熱が終了した温度であることが多い。こ
のような現象は本発明に係る「機械的予備処理」におい
ては発生しない。即ちＡｓｅ点は保持温度乃至はそれ以
上の温度である。一般的に言うならば該Ａｓｅ点は保持
時間が増大するにつれて増加する。ある与えられた合金
についてのおきまシの実験によシ所望のＡ８温度増加を
得るのに必要とされる予備処理の量を決定することが出
来る。機械的予備処理を行なった後物品を周囲温度に貯
蔵すると幾分熱回復性が失なわれることになるが、上昇
Ａｓ温度に影響が無い。

上述せる如く、本発明の好ましい実施例においては、物
品はオーステナイト状態において即ち物品内に誘起され
る初期歪を基本的に「擬弾性」とみなせる状態において
その原形状から変形させられる。しかしながら、本発明
において用いるのが適当な金属組成体はその温度を保持
温度からＭｓ　−Ｍ　ｆ範囲以内乃至以下の温度へと低
下させることによって通常更に容易に変形可能となる。

従って物品の温度を例えばＭｓ”−Ｍｆ範囲以下に低下
させ、物品の変形を容易ならしめて変形させ、次に物品
を拘束装置を用いながら加熱し、通常のＡ、　−Ａｆ範
囲以上の所望の保持温度に到達せしめ、所要の時間だけ
保持させることも本発明の範囲内に含まれる。

「熱的予備処理」の場合と比較して、上昇保持温度への
加熱速度は前述せる如く「後熱」速度である必要は無い
。何故なら変形の回復は拘束装置によって防止されるか
らである。しかしながら、上昇保持温度に到達させるた
めに制御された「後熱」加熱速度を用いることにょっ、
て幾つかの利点が得られる。その一つの利点は急熱加熱
の際物品が回復しようとするために拘束装置に対抗して
誘起される力が原因となって物品が損傷を受は為という
危険性が防止されるか乃至は減少させられるということ
である。何故ならば回復の開始に伴なう応力が実質的に
減少するからである。第二の利点はこのような加熱方法
によれば純粋に熱的な乃至は機械的な予備処理にあまシ
適していない合金をも予備処理することが可能になるこ
とである。

応力誘起マルテンサイトは局部的に集中するという事実
を考慮すれば、機械的予備処理により物品に上昇Ａ８温
度を与え、次に該物品をその通常のＭｓ点に迄冷却し、
更に物品を再び変形させ持続するＡｓ点を物品に付与せ
しめる方法も本発明の範囲内に含まれる。熱的予備処理
を介して第二のＡｓ点を機械的予備処理にょシ付与され
るＡｓ点以下の温度に前進させることが出来る。

拘束装置は上記保持温度において除去させることが可能
であるが、このような除去作業に先立って変形された物
品をより低い温度へと冷却させるという余分な段階を付
加えることによって二つの利点が生ずる。第一の利点は
例えばＭｓ”−Ｍｆ範囲乃至はそれ以下の範囲に冷却す
ることにょシ拘束装置す除去するのに要する仕事を減少
させることが可能であるということである。第二の利点
は拘束状態のもとで物品を保持温度からよシ低い温度へ
と冷却してやることによシ熱回復性歪を物品に更に増加
付与してやることが出来るということである。拘束装置
が除去された後この歪増分は通常引続き行なわれる「急
熱」加熱段階中に回復する。

尚この「急熱」加熱段階は拘束装置が解放される温度と
保持温度とによって規定される温度間隔において行なわ
れる。この付加重子増分はそれ自身のＡ８点温度を備え
ている。言葉を変えて言うならば、物品は機械的予備処
理によって伝達される第二のＡｓ点以下の第一のＡ８点
を有している。結果として二段階の熱回復効果を得るこ
とが出来る。

幾つかの金属組成体においてはオーステナイト状態にあ
る間時効を施すと、以下に詳細に説明する如く保持歪の
かなりの部分が熱回復性歪であるという点において熱的
及び機械的予備処理に対して良好な反応を示すのが認め
られる。しかしながら、もし機械的予備処理の条件が同
一であるならば、時効していない試料に伝達されるＡｓ
点温度の方が同一組成の時効試料のＡｓ点温度よシも幾
分高くなる。Ｚｎ％　Ａｌ、　　Ｓｉ、　　Ｍｎ及びそ
れらの組合せを種々の量含み、室温以下のＭｓ温度を有
する銅のβ−相金合金対しては約５分〜６乃至４時間に
わたり約５０°Ｃ〜１２０℃において時効を行なえば良
い。他の組成体に対しては最良の結果を与える時間及び
温度は上述のものと異なるであろうが、この時間及び温
度は異なる条件下において時効操作を行なった同一組成
の試料により保持される熱回復性歪の量を比較すること
により容易に確定することが出来る。

物品の最終用途はその回復後及び回復前の形状を決定す
る。予備処理を受けた物品に加えるべき変形力としては
例えば曲げ力、ねじシカ、圧縮力及び引張力等を挙げる
ことが出来、又適当な拘束装置を採用することが出来る
。かくして、Ｌ字型から王字型形状へと乃至はその逆に
回復する物品を得ることが出来る。又長くなったシ短く
なったシする物品を得ることも出来る。よシ大きな径に
膨張するか乃至はよシ小さな径に収縮する中空物品特に
円筒状物品も又本発明の方法により容易に裏作すること
が出来る。機械的予備処理は応力領域において発生する
という事実を考えるならば物品の一部分のみを予備処理
することも可能である。

こうすることによシ一連の変形を物品内に与えて異なる
温度において回復可能な物品を得ることが出来る。

こうした事実の発見の結果、上昇したＡ８温度を備えた
熱回復性物品を製作することが可能となっている。しか
しながら、マルテンサイト状態に変態した金属組成体が
Ａ８−　Ａ、範囲中を加熱された時オーステナイト状態
への復元能力の全部乃至一部を失なう傾向を示すことが
往々にしである。別の例においてはＡ８温度を上昇させ
るための熱的又は機械的予備処理行程に対して良好な反
応を示さない金属組成体の存在が確認された。明らかに
、これらの望ましい特性の損失を防止するための方法を
発見することは大いに意義のあることである。

従って本発明は又金属組成体内におけるマルテンサイト
−オーステナイト可逆性の損失を防止し、Ａ８温度の付
与のための諸工程によシ良好な反応を示すよう金属組成
体を操作するための方法をも提供している。

本発明は更に又金属組成体をそれがオーステナイト状態
にある間に室温における上記損失を減少させるのに十分
な時間だけＭ！３点以上の温度に保持せしめることよシ
なる金属組成体内におけるマルテンサイト及びオーステ
ナイト状態間の可逆性損失防止のための方法をも提供し
ている。

本発明によシ更に得られる利点は予備処理され得る能力
の向上ということである。これらの目的を達成するため
に必要な保持期間は金属の組成と保持温度とに依存する
。通常必要とされる保持期間は保持温度が増大するにつ
れて減少する。本発明に係る方法は「時効」と称するこ
とが可能であシ、かくて処理された金属組成体は「時効
された」と称することが出来る。

本発明は更に又時効された合金をも提供している。この
ような合金は熱回復性を付与させるのによシ適している
。

本発明は又温度の変化とともにマルテンサイト状態とオ
ーステナイト状態との間で可逆変態を行なうことの出来
る金属組成体においてマルテンサイト状態とオーステナ
イト状態との間の可逆性の損失を皆無にす為方法を提供
している。金属組成体が本発明の方法によシ処理された
時は−その擬弾性、即ち該金属が応力にさらされた時発
生する変形にともないオーステナイト状態からマルテン
サイト状態へと変態し、次にオーステナイト状態へと逆
転しその原形状を回復する能力、が改善される。

上述の可逆性の損失はいろいろな具合にあられれてくる
。ある場合にはり温度以下に金属試料が冷却された場合
にはその通常のＡｓ−Ａ、範囲中を加熱された時にオー
ステナイトへの逆転が完全に乃至は部分的に欠落するこ
とが、ある。従って試料がマルテンサイト状態にある間
試料に加えられた変形は、試料が回復を起すと考えられ
る条件下で加熱された時、少なくとも部分的に回復しな
いことがある。

金属組成体がマルテンサイトに転換した後急熱加熱によ
ジオ−ステナイトに可逆変態を起したとしても、該金属
組成体がそのＡＩ３温度を上昇させようとする試みにも
かかわらず熱的乃至機械的予備処理に反応しないという
他のケースも考えられる。この際には予備処理工程にお
いて可逆性が失なわれるからである。

加えるに、本発明は反合金の全回復量を減少させるも時
効を注意深く制御しである時間及び温度限界内におさめ
ることによシある種の該合金の機械的乃至熱的予備処理
（上昇された熱回復の量を増大させるもの）に対する反
応性を改善するための方法を提供している。

最適の時効条件は当業界に精通する者が通常のきｇきっ
た実験をすることによって決定することが出来る。これ
らの組成体においては時効時間が短過ぎたシ温度が低過
ぎたシすると上述の如き有益な可逆性が十分与えられな
いことになる。又時効時間が長過ぎたり、温度が高過ぎ
たシすると可逆性自体は改良されるものの、可逆性増分
が不十分なものとなってしまう。

一般的に言って、本発明の方法は可逆的オーステナイト
−マルテンサイト変態を行なう広範囲の金属組成体に適
用可能である０本発明は特に合金である金属組成体に適
しており、特に電子化合物を形成する合金に適している
。好ましい電子化合物としては、欅造的に類似の体心立
方相（例えばβ−相）に対してＨｕｍｅ　−Ｒｏｔｈｅ
ｒｙが命名した化合物に相当する化合物即ち価電子数対
原子数が３＝２の電子化合物を挙げることが出来る。

（Ａ、Ｓ、Ｍ、Ｍｅｔａｌｓ　Ｈａｎｄｂｏｏｋ＋　Ｖ
ｏｌ、　１　＋　８刷。

１９６１．４頁参照） 適当な合金としては例えばβ−黄銅と関連してψ 体心立方型のβ合金を形成するＯｕ　Ｚｎ及びＯｕ　−
Ａｌ合金の如きβ−相金合金挙げることが出来る０又適
当な合金の中にはＺｎ及びＡｌが互いに少なくとも部分
的に置換し、かつこれら元素自体が例えばＳｉ、Ｓｎ％
Ｍｎ又はそれらの混合物の如き他の合金元素によって部
分的に置換され得るようなＯｕ　−Ｚｎ乃至Ｏｕ　−Ａ
ｌ合金が含まれる。このような合金の詳細は上述の特許
出願明細書内に記載されている。好ましい合金はＳｉ、
Ｍｎ乃至それらの混合物と組合された種々の量のＺｎ及
び／又はＡｌを含む６０〜８５重量％Ｏｕ合金を含んで
いる。即ち体心立方構造体をなす例えば０〜４０重景％
Ｚｎ　１　０〜５重量％５ｉｓＯ〜１４重量％Ａｌ　。

０〜１５重量％Ｍｎを含む合金を挙げることが出来る０
３元及び４元の銅合金を用いることが出来る。実施例に
おいてはこれらの条件に当てはまる幾つかの具体的な合
金についての詳細な説明を行うことにする。しかしなが
ら本発明の方法は好ましい実施例の限界を越えて適用す
ることが出来る。

例えば、本発明に係る方法金銅以外の金属基を有する合
金に適用することは本発明の範囲内に含まれる。

この型式の合金は当業界では良く知られた方法によりβ
−相で得ることが出来る。通常β−相は合金をその実質
的部分が安定なβ−相にある温度からそれが擬安定β−
相にある温度へと急速に焼入れしてやることにょシ得ら
れる。もし焼入れ速度が遅すぎると、可逆的オーステナ
イト−マルテンサイト変態を行わない第二の相が相当量
形成される可能性がある。しかしながら、少なくとも実
　　　゛質的にβ−相にある（例えば７０％以上がβ−
相）合金であっても純粋なβ−相構造合金と同一の有益
な特性を有している。

上述せる如く、本発明に係る方法は金属組成体をそれが
オーステナイト状態に存在する温度において、マルテン
サイトとオーステナイトの間の可逆性の少なくとも一部
が失なわれるのを防止するのに十分な時間だけ保持する
段階を有している。

本発明の最も明白な利点は合金を熱安定状態から熱不安
定状態に変形させた時該合金がその原子の大きな部分を
回復するような合金組成を得ることが出来るということ
である。

可逆性の損失を防止するのに必、要とされる時間は組成
と保持時間に応じて変化する。時効工程に対する反応性
はこれらの変数によって影響されるので、各組成体に対
して最も良好な結果を与えるのを必要とされる正確な時
間及び温度範囲を一義的に定めることは出来ない。しか
しながら最適の条件は当業界に精通する者なら容易に決
定することが出来る。

β−相金合金場合には、時効温度はβ相から可逆的オー
ステナイト−マルテンサイト変態を顕著には行わない温
度でなければならない。

上述の如きβ−相相合合金あって種々の量のＺｎ％Ａｌ
、Ｓｉ、Ｍｎ及びそれらの組合せを含み、室温以下のＭ
ｓ温度を含む銅合金においては、約５０℃〜１２５℃の
温度から約５分〜３乃至４時間時効してやれば十分であ
る。より高い温度乃至低い温度又はより長い時間乃至短
い時間も又有効である。他の組成体に対しては上記時間
及び温度は変化するが最適の結果はそれぞれの試料にお
いて発生するマルテンサイトとオーステナイト間の逆転
、ｔを例えば試料を急熱する結果回復する歪の量を測定
することによシ容易に決定することが出来る０ 時効は単一の温度で行なう必要はなく、該温度は一回以
上変化させることができ、又時効期間中連続的に変動さ
せることが出来る。

次に本発明につｂて例を挙げて説明する。

例１ 一連の実験が本発明の熱的予備処理に対するＯｕ　−Ｚ
ｎ　−’ＳｉおよびＯｕ　−Ｚｎ　−Ａｌ系の各種の組
成物の応答度全決定するために行われた０銅、亜鉛およ
びシリコンまたはアルミニウムの何れかの異った比率の
合金試料が溶湯から鋳造されたＯ鋳造品はストリップに
熱間圧延され、次に約３７鱈×３１ｍＸ０．７５ｚｓの
試験片に切断された。全試験片は高温即ちβ単−相に到
達するまで加熱された後水中に急冷された。全試験片の
半数は１００℃において１０分間時効され、残りの半数
は時効されなかった。全試験片は一７９℃において外側
のせん維組織のひずみが６％に達するように曲げて変形
された。変形の後試験片は応、力を解除されそしてどれ
だけ歪が残っているかを測定した０次に試験片の時効さ
れた群と時効されない群とは以下に示す種類の方法によ
って加熱された：　（１）　４０℃の溶液中に浸漬して
急熱され、次に室温に冷却されてどれだけ歪が回復され
たかを測定した。次に２００℃の溶液中に浸漬して急熱
され、再び室温に冷却されてどれだけ歪が追加して回復
されたかを測定した；（２）−７９℃から＋４０℃に０
．２５℃／ｍｉｎ、の速度で徐熱され、室温に冷却され
てどれだけ歪が回復されたかを測定した。次に２００℃
の溶液に浸漬して急熱され、室温に冷却されてどれだけ
歪が追加して回復されたかを測定した：（３）徐熱の速
度が０．２５℃／ｍｉｎ、の代シに１℃／２４　ｍｉｎ
、であることを除いて他は（２）と同様の方法で処理し
た。

回復温度域を調査するために試験されたそれぞれの組成
物の応答度に対するパ効果値”は次のようにして得られ
る。即ち徐熱試験片に対し４０℃以上にて起る回復量の
百分比から急熱試験片に対し４０℃以上にて起る回復量
の百分比を減じこれを５（曲げ応力が解除されたことに
伴う弾性的スプリングバック後の理論回復量の百分比で
ある）で除いたもので表現される。即ち、 本発明において特に適している組成物の数列を添付図面
により更に詳細に説明する。

第６ａ図および第６ｂ図に効果値が地形学的様式で組成
物に対してプロットされている。一定の効果値域の長軸
は一般に等変態温度ｆｆｇＫ平行である。低変態温度の
組成物は図の上方左側にあるの。

に対し高変態温度の組成物は図の下方右側にある。

明確な最適条件は第３図において１．８％から２，７チ
まｆ（７）Ｅｌｌ、６６．２％から６７．５％までのＯ
ｕ。

残量Ｚｎ　（２９−８から３２．０％まで）の範囲内に
示されている。第６ａ図と第６ｂ図を比較すると、１０
０℃にて１０分間時効されたものは同じ中央地域におい
て最適条件を拡大している。徐熱の終りとして任意に４
０℃を選択すると通常の変態範囲が＋４０℃以上または
部分的に＋４０℃以上である合金は外見上失格となる。

これらの合金は図中下方右側の部分にあるものである。

しかし図上の低い効果値の合金は本発明を実施するため
に不適当であるとは言えない、単に＋４０’Ｃより他の
温度を選択すればよいということが認められている。同
様に、図上の上方左側の部分にある合金に対してもその
低い効果値は本発明の方法に応答しないという事を必ず
しも意味しない。これらの場合において、低い効果値の
合金は選択された徐熱速度が４０℃に到達するまでは回
復を阻止する速度でなかったということを単に意味して
いる。しかし、よシ高い効果値を有する合金は本発明の
徐熱処理およびよシ良い結果を得る異なった速度の徐熱
処理に応答することに注目しなければならない。４０℃
を選択したことは等効果値域を高変態温度側（図中の下
方右側）に近付ける作用をする。

下方右側地域の合金は下記に示す０ｕＺｎＡｌデータの
如く本発明の方法に応答する。

徐熱速度について感度の最適条件域が６６．４５重量％
Ｃｕ３Ｌ５５重量％ｚｎｓ２．Ｏ重量％　１３１の組成
を有し、前記の方法のうち徐熱の速度を異なった範囲の
もので処理された試験片によシ調査された。各種の加熱
速度において一７９℃から＋４０°Ｃまでの温度間を加
熱する間に生ずる回復量が第４図に示されている。図に
よると１℃／ｍｉｎ、までの徐熱速度が良好である。２
℃／　ｍｉｎ。

より高い加熱速度では徐熱中に識別されるような回復量
が生ずるので、この方法での徐熱の上限は２℃−／　ｍ
ｉｎ、であることを示す。

上記の試験において歪の程度について感度の最適条件域
が６６．４５重量％ｃｕ、３１．５５重量％Ｚｎ％　　
２．０重量％Ｓ１、および６４．２重量％（ｕ１６４．
８重量％Ｚｎ、　　１−０重量％Ｓ１の組成物を用いて
調査された。試料の１群は一７９℃において１２％の歪
を加えたことの外は前記した方法によシ処理された。他
の群は徐熱処理の前に歪を与えないでその他の処理は前
記と同様に行った。徐熱後、歪を与えなかった試料は室
温にて１２％の歪を加えられ、次に全試料が＋２００℃
にまで急熱された。これら試料のそれぞれについての効
果値が決定された。但し１０％（１２％の歪に対する推
定理論回復量）を前記の５チの代シの分母とした。１２
％の歪は６６．４５重量％’Ｃｕ　　３１．５５重量％
Ｚｎ％２．０重量％Ｓ１に対して最適条件を越えるよう
に現われるのに対し、６４．２重量％Ｏｕ。

３４．８重量％ｚｎｓ　　１．０重量％Ｓ１においては
０または６％の歪を与える場合よりもよシ良い結果を示
す。

０ｕＺｎＡｌ合金系についての効果値の結果が第６図に
地形学的表現にて示されている。前記同様に一定の効果
値域は等変態線に平行であるＯ最適条件域は第６ａ図に
示す時効されない試料の方が第６ｂ極図に示す時効され
た試料よシもより明確に現われている。

通常Ａｓ点が４０℃の場合または４０℃以上の場合にお
ける５種類の合金組成物が高温の方へ回復範囲を移動す
る性能について試験するために使用された。再び同様な
一般的試験手順が実施されたが、徐熱は＋４０℃にて停
止する代りに＋１００℃まで継続された０時効された試
料に対する結果が第６Ｃ図に示されている０図によれば
新しい最適条件域が第６ｂ図のものに平行に表わされて
おるがよシ高い変態温度を有する組成物の方へ予期され
た通り移動している０ 時効されない０ｕＺｎＡｌ試料が１００℃まで徐熱され
た結果としてその記憶特性が失われたのに対し時効され
た試料はその特性が失われない故に１時効処理はよシ高
い温度域にて変態の可逆性を維持するために効果的であ
るということが判明した。

第３ｂ図および第６ｂ図において選ばれた時効の期間と
条件はある組成物に対して最適条件を与えまた他の時効
の期間と条件は異なった組成物に対して同等かまたは殆
んど類僚した最適条件を与えることが認められた。第６
ｂ図において４０．６０および８０の線または第６１３
図における２０の線により囲まれる面積内の時効された
合金は新規のものであり本発明の方法に対し特に好適で
ある。従って本発明は新規の合金とルで時効された合金
、好ましくは前記のように時効された合金を提供する。

第３ａ図中の６０および８０また第６負ａ１図中の２０
．４０および６０の線によって囲まれた面積内の時効さ
れない合金は新規である。従って本発明は新規な組成物
としてこれらの合金を提供する。

本例の目的は如何にして最適組成物を選択し、必要とす
る特性を与えることができるかということを示すことで
ある。以下に記載する踏倒は特定の合金組成物の場合に
対して回復域を移動させて如何にして最適の特性に変え
ることができるかを示すものである。例えば例１の最適
範囲は特定の、応用物に対しては靭性と導電率が概過ぎ
るものである。

例２ ６４．５重量％Ｏｕｓ　　３４−５重量％Ｚｎ、１重量
％Ｓ１を含有する合金が本例に使用された０これの基準
Ａ　点は１５から２５℃の範囲であり、通常約７５％の
熱回復は７５℃において起る。試料は例１に記載された
方法で熱処理および焼入れされ、約５分間周囲温度にて
時効された。これは次にマルテンサイト状態にするため
に町点以下に冷却され、次に７５℃にまで０．７５乃至
１０℃／　ｍ１ｎ−の加熱速度で加熱されその後−５０
℃にまで冷却された。（即ち町点よシ約２０℃以下）試
料は次に一５０℃において８％の歪を与えるために変形
された０変形の約半分はＡ２点以上にまで加熱して回復
された。回復は４％であった。７５℃以下で０．８％、
７５℃以上で３．２チ回復された。

例６から６ 例２に使用された合金と同等の試料が熱処理され、２０
℃にて焼入された後５０℃にて２日間時効された。これ
らは次に一５０℃にまで冷却され変形を加えられた。こ
れらの試料は次に例２と同様な徐熱速度で７５℃に加熱
された後再び２０℃に冷却された。次に別の試料が異な
った期間貯蔵されそして回復させるために５０乃至２０
０°Ｃ／ｍｉｎ、　（即ち急熱）にて加熱された。

３　７．４０　０．９５　　　５ｍ１ｎ、８５　　０　
　５．３０４　６．８０　１．２０　　９０ｍ１ｎ、８
６０　　４．４０５　７−６５　１．６０　　１６ｈｒ
ｓ、８５　　０　　４．３０６　７−５０　１−６０　
　１６８ｈｒｓ、　８６　　０　　３．６０例２から６
までの合金は徐熱の前または後の何れにおいても変形さ
れてよいことが判る。

例７ 一４０℃のＭｓ点を有する合金（６３，７％　Ｏｕ。

３５．３チＺｎ、１チａｉ　）の３試料が８５０℃から
＋２０℃の水中に焼入された後−７０℃のアルコールの
中に移された。全試料はこの段階ではマルテンサイト状
態である。２つの試料が次に５％の変形を加えられた。

１つの変形試料と変形されない試料とが１０℃／　ｈｒ
　、　（徐熱）にて加熱され、他の変形試料が１０℃／
ｍｉｎ、（急熱）にて加熱された。徐熱された変形され
ない試料において変態は一４６°から一３２℃にて起っ
た。徐熱された変形試料において変態は＋３０℃までは
開始しなかった。この段階において、試料は急熱された
０変形の３．７チは急速に回復され変形全量の５％は８
０℃において回復された。−７０℃から急熱された変形
試料において、回復は約−４６℃において開始し全変形
量は一１０℃において回復された。

このように、変形と加熱速度は共にＡｓ点に影響する。

例８ 銅−亜鉛合金にて１４１１１を含有し基準Ｍｓ点が０℃
、Ａｓ点が一１０℃、Ａｌ点が＋１２℃である試料が使
用された。試料は８５０℃に加熱され２０℃の水中に焼
入れされ次に一４０℃のアルコール中にて冷却された後
４％の変形を受けた。試料は次に＋４０℃Ｋまで徐熱さ
れたが変形の回復は起らなかった。試料は次に一４０℃
にまで再度冷却された後＋４０℃にまで急熱された。急
熱されたのに対し変形の回復は起らなかった。回復をさ
せるために、試料は＋４０℃以上に加熱された。

回復の引続き、試料は再度−４０℃に冷却された後変形
を受は急熱され゛た。その幀果２０℃において変形は完
全に回復された０これは１２℃における元のＡ２点の挙
動と一致する。

例９ ８０．８重量％Ｑｕ、　　１０．５重量％Ａｌ、　　８
．７重量％Ｍｎを含有する１６個の試料が８００℃また
は９００℃にて３分間または６分間β化処理された後室
温の水中に焼入れされた。試料の半数は１００℃にて１
０分間時効され、残部は時効されなかった。全試料は一
７９℃において彎曲され６％の外側のせん維組織の歪が
与えられるように変形された後応力が解除された。試料
の半数は０．２５℃／ｍｉｎ、の速度で１００℃に加熱
され続いて室温に冷却された後２００℃に急熱された。

他の半数は１００℃に急熱され続いて室温に冷却された
後２００℃に急熱された。急熱速度は１００℃／ｍｉｎ
、より大であった。与えられた変数に対する２００℃に
急熱する間に回復した歪の関係を解析すると、熱的予備
処理をすることが１００℃以上にて起る回復量の比率を
顕著に増大することを示している。この特殊な合金に対
して統計的解析をすると時効が効果を表わさなかったこ
とを示している。

平均効果二 １００℃以上にて回復した歪のチ 急熱の場合　　　　　　　０．３９％ 予備処理された場合　　　　　　　１，８９チ８０．４
９重量％ＣｕＴｈ１０．５重量％Ａｌ、　　９−０１重
量％　Ｍｎを含有する合金によシ実験が繰返えされた。

与えられた変数に対する２００℃に急熱する間に回復す
る歪の関係を解析すると、歪の回復は時効されたものに
対する時効されないものの関係および予備処理なしのも
のに対する予備処理されたものの関係について重要であ
ることを示した。

平均効果： １００℃以上にで回復した歪のチ　・ 時効されな騒場合１．００　急熱の場合０．１５時効さ
れた場合　０．６６　予備処理された場合　１．２１例
１０ ７９．２重量％　Ｃｕ　　１０−０重量％Ａｌ、１０．
８重量％Ｍｎを含有する合金の試料が５５０℃にて５分
間β化処理された後２０℃の水中に焼入れされた。この
合金はこの処理を受けた結果−２０℃のＭｓ点を得た。

試料は５０℃にて５分間時効されたもの、５０℃にて１
時間時効されたもの、または時効されないで水中焼入後
直に一３０℃に冷却されたものに分けられた。全試料は
一６０℃にて４％の引張変形を受けた後応力が解除され
た。

試料の半数は直に２０℃、４０℃、１００℃および２０
０℃の液体の中に浸漬されて急熱された。

それぞれの浸漬温度において回復された歪の増分は記録
された。

残りの試料は先ず始めは一６０℃から＋４０℃まで６℃
／ｍｉｎ、の速度で徐熱され次に前記の試料と同様に急
熱された。その結果を下表に示す。

先ず変形を受けた後、ただちに急熱されたこれらの試料
群について考察するに１回復は５分間および１時間時効
の試料において４０℃にて完了するが最大の回復は時効
なしの試料において４０℃以上の場合に起る。４０℃ま
で６℃／　ｍｉｎ、にて初めに加熱された試料において
、この最初の加熱サイクルにおいて時効なしの試料およ
び５０℃にて５分間時効の試料にては回復は４０℃まで
は起らなかった。しかし再冷却および再び急熱された後
には最大の回復が４０℃以上にて起った０５０℃にて１
時間時効された試料は６℃／　ｍｉｎ。

にて４０℃までの最初の加熱サイクルにおいて殆んど完
全な回復を示した。

これらの観察が実証することは時効なしの試料において
予備処理を実施しないで顕著な回復が４０℃以上で起る
故に（結果１．３および５を比較されたい）時効がＡｓ
点を低下させるということである。しかし、試料が熱的
に予備処理された場合に得られる熱回復可能な歪の量は
時効によシ改善される。（結果２および４を比較された
い）。

時効はまた熱的予備処理のために必要とする徐熱速度に
影響する。５０℃にて５分間時効された試料に対しては
、６°Ｃ／ｍｉｎ、という加熱速度は４０℃に到達する
までは回復が少ないという徐熱速度であった。（結果４
を参照）０しかし、５０℃にて１時間時効された試料の
場合には、熱回復可能な歪の大部分が予備処理を実施し
ている間に回復されたので、６°Ｃ／ｍｉｎ、の加熱速
度は急熱速度として判定される。これらの結果の総合効
果は、与えられた合金に対して、熱的予備処理を実施す
る前に当業者ならば容易に決めることができる時効処理
の最適条件があることを実証している。

例１１ ６４．６重量％Ｏｕｔ、３４−４重量％Ｚｒｉ、、　　
１・０重量％阻を含有する黄銅の３８ｍｍＸ　５ｍ１Ｘ
　Ｏ−７５ｍｎのス）　ＩＪツブが８００℃にてβ化処
理された後焼入れされた。この処理により、Ｍｓ点は＋
２℃になシまたス）　ＩＪツブは室温にて偽像弾性にな
った。

即ちＡｓ点およびＡｌ点が室温以下になった。

このストリップは室温にてループ状に曲げられ（外側の
せん維組織の歪７％）１時間その状態を維持した。応力
が解除されてもループは曲った状態で残った（残存の外
側のせん維組織の歪は約５％）。２００℃に加熱された
時にストリップは再び直線に戻った。

例１２ ７０重量％Ｃｕ５２６重量％Ｚｎ、４重量％Ａｌを含有
する合金の長さ１４ｃ！ｎにて直径０．９朋の線が３分
間７００℃にてβ化処理された後焼入れされた。この処
理により線は室温にて偽像弾性となり一６°ＣのＭｓ点
を得た。

この試料は外側のせん維組織の歪が４．６％になるよう
に曲げられ、室温にてその形状を保持するように強制さ
れた。所定の時間の後強制保持手段が解除されて残存歪
が測定された。次に線はその強制保持状態に戻された。

残存歪は次の通シ増加した： 日数　　　　残存歪 １８　　　　　１．４ １９３　　　　　２．８ ２５２　　　　　２．９ 最終の測定後に、この曲げられた線は２００℃の油中に
浸漬されたところ直に直線に戻った。

この例は強制保持時間を延長する。ことが残存歪に影響
することを実証している。

例、１６ 以下に記載する合金組成を有する０、７６ｍｘ厚さの板
から試料が切り出された０このス）　ＩＪツブは８００
℃にてβ化処理された後焼入れされた。全試料はその低
温のＭｓ点が示唆するように室温にて偽像弾性になった
。試料は曲げられその外側のせん維組織の歪が４．２５
％になるように室温にて強制保持された。試料と強制保
持装置とは２００℃の浴中に移され７２時間保持された
。次にこの強制保持されている試料は室温に冷却された
０試料が強制保持装置から取外された時に実質上スプリ
ングバックは発生しなかった０試料は次に急熱された０
熱回復可能歪量とそれ以上にて熱回復が発生する温度域
の両者を下記の表に示す二７４　０ｕ　　１８　　Ｚｎ
　　−４０℃　　０．５％　　３７５°Ｃ５００°Ｃ７
Ａｌ　　　Ｉ　　Ｍｎ ７６　０ｕ　　１２　　Ｚｎ　　−４４℃　　２．３％
　　６７５℃５２５℃８　　Ａｌ　　　４　　Ｍｎ ７７．５０ｕ　　　９．５Ｚｎ　　−４Ｑ℃　　２．７
５％　　３５０　’Ｃ５２５℃Ａｌ４Ｍｎ ７７．７５０ｕ　　８−２５Ｚｎ−２８℃　　２．３％
　　３００℃５００°ＣＡｌ３Ｍｎ ７９．１ａｕ　　　５．９Ｚｎ　　−４０℃　　３　％
　　３５０℃５２５℃１０Ａｌ１０Ａ １５　０ｕ　　　４　　Ｚｎ　　−４Ｑ°Ｃ２，２％　
　３５０　’Ｃ５２５℃１０　Ａｌ　７　Ｍｎ ７７．５０ｕ　　　７．５Ｚｎ　　−５０°Ｃ１，６％
　　３７５℃５２５℃９　　Ａｌ　　　６　　Ｍｎ ７８．２５Ｃｕ　　５．７５Ｚｎ　　Ｏ℃　　１．７％
　　４００℃５２５℃９　　Ａｌ　　　７　　Ｍｎ この例は合金に与えられたＡｓ点の温度は予備処理がな
された温度に影響を受けないことを実証している。

例１４ 機械的予備処理を効果あらしめるためにいくつかの変数
を実施することが重要であるので同時に数種の変数を試
験するための実験計画が実施された。それぞれ２つのレ
ベルにおいて５変数の試験が行われた。かくして実験計
画は２５０組数となった。変数は次の通り： β化処理　冷却速度　　歪　保持温度　保持時間高レベ
ル６５０°０−５ｍ１ｎ、空冷　　７．１０１　１２Ｅ
ｉ’Ｃｌ５０ｍ１ｎ。

実験計画は次の４種類の合金を使用して実施された： 重　量　％　　　　　　　Ｍｓ点 ７９．２１０．０１０．８−１０℃　−３２℃７８．９
１０．０１１．１−４１℃　−４５℃７９．０４９．８
６１１．１−３０°Ｃ−４７℃７９．０７１０．１３１
０．８−１４℃　−３２℃試料は前記組成の合金を大気
中溶解し、鋳造後０−７６ｍｍ厚さの板に圧延して準備
された。ストリップが板から切り出され、５７５℃また
は６５０℃にて５分間加熱してβ化処理された。次に試
料は水中焼入れされた後５０℃にて５分間時効されたか
ｈまたは空中放冷された。全試料は一６０℃に冷却され
た後、心棒の周囲に試料を曲げて４．５３　％または７
．１チの２種類の歪が与えられ、締め具でもって強制保
持された。試料とその強制保持装置とは５０℃または１
２５℃の浴中に移され１５分間または１５０分間保持さ
れた。この保持処理の後、試料とその強制保持装置とは
一８０’Ｃに冷却され、次に強制保持装置が取除かれて
残存歪が測定された。この強制保持から解放された試料
は０℃の浴中に移され、再び残存歪が測定された。

この処理が２０℃、５０℃、１００’Ｃ１２００’Ｃお
よび４００℃の浴中にて繰返し実施された。歪の測定結
果は変数が実施せられた範囲について重たる効果と相互
作用の大ささを決定するために解析された。

５０℃以上の温度域において熱回復可能であった歪が測
定結果としてとられた。統計解析により歪の主たる効果
として平均１．９５％、また温度保持の主たる効果とし
て平均１．６５　％が有意であることを示した。他の主
たる効果と相互作用は本実験においては有意ではなかっ
た。

この実験計画において最良の条件は７．１チの歪を与え
１２５℃の温度に保持することであった。

これは５０℃以上にこの熱回復可能な歪が平均３．８１
％であつ念〇 例１５ ６４重量％Ｃｕ３３５重量％Ｚｎ、１重量％Ｓ１を含有
する合金について試験を行った。この合金は一４０℃の
Ｍｓ点を有する。

試料は８６０℃にて５分間β化処理を受けた後２０℃の
水中に焼入れされ、次にこの一連の実験において実施さ
れた５０℃にて異なった数種の時間について準安定β相
において時効された。引張負荷装置の中にそう人した後
（約５分間周囲温度にて放置）、試料は一６５℃に冷却
され８ｑＩｂの引張歪が与えられた。変形後、試料の収
縮が起らないように引張装置にて強制保持されたが、試
料が任意に伸張する場合には自由に伸張し得るようにさ
れた。強制保持状態の試料は非常な急熱を与える＋４０
℃の水中に置かれ、その温度にて異なった数種の時間保
持された後町点以下に再冷却された。試料は冷却の間に
元の変形を受けた寸法より僅かに伸張したので強制保持
装置内で自由となった。強制保持装置が取除かれた後、
試料は“予した炉 備処理済″の状態となっておｌ）、６０’Ｏ℃２１Ｂｒ
′内にて急熱された場合に自由に熱回復ができるように
なった。

Ａｓ点の温度と熱回復可能歪とが２つの主たる変数の函
数として測定された。その変数は即ち変形前の５０℃に
ての時効時間と４０℃にて強制保持された時間である。

”機械的予備処理′の結果が表■に示されている。５０
℃におけるそれぞれの時効時間に対していくつかの試料
は、Ａ８点温度における”機械的予備処理”の効果を比
較するために、−６５℃にて変形を受けた後直接急熱さ
れている。

表■は第２　Ａ８点の温度は４０℃にての保持時間の増
加と共に高くなシまた多くの場合に４０℃を越えるとｂ
う傾向を明らかに示している。他方において、□全熱回
復可能歪（即ち第１Ａ点とＡ。

点の間）は４０℃にでの保持時間が増加すると共に減少
し％　またこの回復の損失は主として第２Ａｓ点とＡ０
点との中間における熱回復可能歪の部分において発生し
た。

準安定β相において５０℃にて時効時間を増加すると全
熱回復歪は大きく向上したが第″２人８点の温度を低下
させることについては僅かな効果を得るのみであった。

室温にて貯蔵する場合の効果についても検討された。機
械的予備処理を施した後試料は前記同様に冷却され強制
保持が解除された。直ちに急熱を与える代りに、試料は
室温（２０℃±２）にて温められ３週間その状態で貯蔵
された。貯蔵後、試料は試験装置内に置かれ、室温から
Ａｌ点の温度以上に直ちに加熱された。

本例において１試料は５０℃にて１週間時効され４０℃
にて１６時間強制保持された（表■の最後の結果）０強
制保持が解除された後町点から直ちに加熱された場合の
熱回復の効率は７４％であった。この値は２０℃の温度
にて２日間貯蔵された後は５７．４％に、１週間では４
７．８％にまた６週間では４６．４％に低下した。第２
Ａｓ点の温度は約３５℃にて一定金保った。

例１６ ６６．５重量％ａｕ　ｓ　　３５．５重量％Ｚｎ、　　
１．０重量％　Ａｌを含有する合金について試験を行っ
た。この合金に対する”機械的予備処理“の実験条件は
変形時の温度を一５０℃とした以外は全く例１５に記載
したものと同等であった。この合金は約−２５℃のＭｓ
点を有する。試料は再び準安定β相において５０℃にて
時効された後４０℃にて強制保持の状態にされた。

５０℃にて６時間時効され、そして−５０℃にて変形を
受けた後直に急熱された試料については。

第１Ａ８点は一１６℃であったが第、２　Ａｓ点は見出
せなかった。また熱回復可能歪は７．２０％（効率９４
％）であった。５０℃にて３時間時効され機械的予備処
理された試料の結果が表■に示されている。前記のＯｕ
　−、Ｚｎ−８ｉ合金の例と比較すると、第２Ａ８点の
温度の上昇はこの合金においてはそれほど高くはならな
い。

例１７ ６５．７５重量％Ｃｕ　　３２．．２５重量％　Ｚｎ、
　２．００重量％Ａｌを含有し約−２５°のＭ点を有す
る合金について試験を行った。

この合金は前記の合金と同様の処理を受け、そして５０
℃にて時効された後変形を受け、次に４０℃にて機械的
予備処理における強制保持の下に置かれた。表■は５０
℃にて３時間時効された場合のこの合金に対する結果を
示す。

この合金の予備処理を受けない試料、即ち５０℃にて３
時間時効され、そして−５０℃にて変形を受けた後直に
急熱された試料に対する結果は次の通シであった。

第１Ａ８点＝−３５℃、第２Ａ８点なし、熱回復可能歪
＝７．１０％（効率９８チ） 表■に示すように１　この合金においては第２Ａ８点の
温度は前記の１％Ａｌ含有合金と同様に上昇しなかった
。しかし熱回復可能歪は非常に上昇した。

本例および例１６のアルミニウム含有合金は熱的予備処
理によって上昇されたＡ８点の温度を得るために処理を
することが容易にはで谷ないことが指摘された。何故な
らば予備処理温度に徐熱する間に熱回復を阻止すること
が実際上不可能であるからである。

同等の合金がβ相において１００’ＣＫて時効された後
４０℃に保持された。また別に５０℃にて時効された後
８０’Ｃにて強制保持のもとに置かれた。それぞれの温
度で３時間時効されまた負荷を受けたマルテンサイト状
態で異な、った時間保持された試料に対しこれらの処理
を受けた結果を表Ｖに示す。

表Ｖに示すように、高温にて時効を施したものの総合効
果は上昇されたＡｓ点温度を引下げ、また熱回復可能歪
を増加することである。

予備処理温度を４０℃から８０℃に増加させたことは上
昇されたＡ８点の温度にて時効するよシ遥かに大きな効
果をもたらす。表Ｖに示すように１８０℃における保持
時間を１０分間から５時間に増加させると予備処理済（
第２）のＡ８点が４３℃（即ち保持温度より低い）から
上昇する。熱回復は第２Ａｓ点の温度が上昇するに相応
して減少する０ 例１８ ６２．２重量％　Ｃｕ　　３７．３重量％Ｚｎ％０．５
重量％Ａｌを含有し一３６℃のＭｓ点を有する合金およ
び６７．５重量％Ｃｕ２９．６重量％Ｚｎ％３．０重量
％Ａｌを含有し一６０℃のＭｓ点を有する合金に゛つい
て試験を行った。これらの合金は例１６および１７に記
載したＯｕ　−Ｚｎ　−Ａｌ合金に実施したものと同等
の方法によシ処理された。β相において５０℃にて６時
間時効され、４０℃にて異った時間強制保持のもとに置
かれた後の機械的予備処理の結果が表■に示されている
。同一の実験条件のもとにおいて、第２　Ａ８点の温度
とＡ２点の温度の間における熱回復可能釜は０．５％Ａ
ｌの合金よシも３　％　Ａｌの合金の方がよシ大である
。

例１９ ６４．５重量％０ｕＴｈ３４．５重量％　Ｚｎ　ｂ　　
１−０重量％　Ｓｉを含有する数個の試料が８６０℃に
て５分間加熱された後２０℃の水中に焼入れされた。次
に５０℃にて１週間までの数種の時間にて時効された。

これらの試料は町点以゛下に冷却された後１０乃至２０
℃／ｍｉｎ、の加熱速度で再び加熱された。マルテンサ
イトからβ相への僅かな変態（抵抗率の変化を測定して
判明する）が５分間時効された試料を加熱す不問に起っ
た。４５分間時効された試料においては相当な変態が起
り、また９０分間またはそれ以上時効された試料におい
ては変態は完全に行われた。同じ合金による他の試料は
同様な熱処理を受け、時効された後−５０℃にて８％の
引張変形を与えられ次に再加熱された。

熱回復の量はマルテンサイトが変態した量にほぼ比例し
た。この変態量は変形を与えられた試料の抵抗率測定に
より判明した。以上のことから、少なくとも４５分間時
効することによって本発明の方法を実施すれば永久的熱
回復可能゛特性をこの合金に与えることができる。

一５０℃に冷却する前に２０℃にて５分間時効を施した
場合は熱回復可能歪は２．３０チであった。

−５０℃に冷却する前に５０℃にて４５分間時効を施し
た場合は熱回復可能歪は６．２０　％であった。

以上に示した時効時間を延長することによシ熱回復可能
歪が増加する量は次第に緩慢になシロ時間の時効後は６
．５０％に、また１過間の時効後は７．０チになった。

例２０ ６６．５０重量％ａ、ａ　ｓ　３１．７５１４量％Ｚｎ
、　１．７５重量％Ｓ１を含有する数個の試料が８６０
℃にて５分間加熱された後２０℃の水中に焼入された。

これらの試料は次に５０℃にて１週間までの数種の時間
にて時効を施された後−５０℃にて８％の変形を受けた
。２０℃にて４分間時効された後（最小の時効を受けた
試料）、その熱回復可能歪は０．１％であった。５０℃
にて４５分間の場合は同様に０．１％であシ、９０分間
時効された場合は０．５５’％に増加したのみであった
。この熱回復歪は６時間の時効では０．７０％であり、
１日間では１．０チまた２日間では３．９％であった。

シリコンの含有量を増加すれば熱回復を向上させるため
には時効時間の増加を必要とすることが理解される。

以上の記載においては形状記憶と単なる回復について強
調してきたっ他の変更態様も本発明により実施すること
ができる。即ち本発明は部分的回復を与えるために急熱
し、これに続いて上昇された回復域を得るために徐熱し
、次に低温組織域まで冷却した後再び変形を与えるよう
な技術を包含する。この方法は急熱する際に２段階にて
回復する製品を提供する。即ち前者は急熱される時にお
ける回復の初期に相当する温度域にての回復であシ、後
者は上昇された回復域にて開始する回復である。この技
術は急熱の後に徐熱を続いて施すことによシ回復域を多
様性のあるものにすることができる。同様に、抵抗率は
加熱によって段階的に変化する。

本発明は低温組織の範囲を高温にまで拡張するための技
術として使用することができる。これは約１０％の歪に
対して高い疲労抵抗性を有し、よい減衰特性、通常でな
い色彩あるいは低温組織に伴う５他の特徴を有する合金
を提供する。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱回復性物品によって示される寸法変化をグラ
フ的に示した図、 第２図は本発明によって得られる、マルテンサイトから
オーステナイトへの変態温度範囲の上昇効果の一例をグ
ラフ的に示した図、 第３ａ図及び第６ｂ図は銅、亜鉛、珪素を有する種にの
合金の徐熱の効果を示す甲、 第４図は熱回復性合金の回復における加熱速度の効果を
示す図。 第５図は本発明の方法に対する合金の応答性に及ばず歪
の効果を示す図、 第６ａ図、第６ｂ図、第６Ｃ図は銅、アルミニウム、亜
鉛含有する種りの合金に対する徐熱の効果を示す図をそ
れぞれ示す。 第７ａ図と第７ｂ図は、本発明方法に於ける効果例を歪
対温度曲線図で示す。 典■　式　セ　リ 蓼ツ　馨

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）物品の処理方法であつて、該物品を構成するβ相
   形状記憶合金のヒステリシス曲線を拡大する該処理方法
   において、 該合金がマルテンサイト状態にある時から該物品を徐熱
   し通常のＡ＿ｓ点より高い値に該物品を徐熱しそれによ
   りＡ＿ｓ＿ｅと呼ばれる上昇された温度のＡ＿ｓ点を付
   与する段階と、 徐熱を終らせる段階と、 組成物がマルテンサイト状態にある間に物品を変形させ
   それにより熱回復性を付与する段階と、を有する上記方
   法。
2. （２）Ａ＿ｓ＿ｅ点より低い温度に冷却することにより
   徐熱を終らせることを含む特許請求の範囲第１項記載の
   方法。
3. （３）徐熱する前に物品を変形させることを含む特許請
   求の範囲第１項記載の方法。
4. （４）物品をＡ＿ｓ＿ｅ点より低い温度に冷却した後に
   変形させることを含む特許請求の範囲第１項記載の方法
   。
5. （５）組成物をマルテンサイト状態に変態させる前に、
   マルテンサイト状態とオーステナイト状態の間の可逆性
   が失なわれるのを少なくするために、組成物がオーステ
   ナイト状態にある間に、物品を十分な時間Ｍ＿ｓ点より
   高い温度に保持することを含む特許請求の範囲第１項か
   ら第４項までのいずれか１項に記載の方法。
6. （６）保持段階の前に、物品を実質的に室温以上の温度
   に加熱した後焼入することを含む特許請求の範囲第５項
   記載の方法。
7. （７）物品の処理方法であつて、該物品を構成するβ相
   形状記憶合金の、オーステナイト状態とマルテンサイト
   状態の間での可逆性の損失を阻止する該処理方法におい
   て、 オーステナイト状態にある間に、合金がＭ＿ｓ点より高
   い温度で、周囲温度での該損失を減少させるに充分な時
   間だけ、該物品を保持することを含む上記方法。
8. （８）合金が銅および亜鉛、あるいは銅およびアルミニ
   ウムを含有する、特許請求の範囲第１項から第７項まで
   のいずれか１項に記載の方法。
9. （９）合金が銅および亜鉛を含有し、更にアルミニウム
   、マグネシウム、シリコンあるいは錫の少なくとも１種
   を含有することを含む特許請求の範囲第８項記載の方法
   。
10. （１０）合金が銅およびアルミニウムを含有し、更にマ
    グネシウムあるいは亜鉛の少なくとも１種または両者の
    混合物を含有することを含む特許請求の範囲第８項記載
    の方法。
11. （１１）合金が６０から８５重量％までのＣｕ４０重量
    ％以下のＺｎ、０〜５重量％のＳｉ、１４重量％以下の
    Ａｌおよび０〜１５重量％のＭｇを含有するβ相合金で
    あることを含む特許請求の範囲第１項から第７項までの
    いずれか１項に記載の合金。