JPH0372046A - 形状記憶合金 - Google Patents
形状記憶合金Info
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- JPH0372046A JPH0372046A JP2210555A JP21055590A JPH0372046A JP H0372046 A JPH0372046 A JP H0372046A JP 2210555 A JP2210555 A JP 2210555A JP 21055590 A JP21055590 A JP 21055590A JP H0372046 A JPH0372046 A JP H0372046A
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Classifications
-
- 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
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、貴金属を含有しない繰返し使用のための形状
記憶合金に関する。
記憶合金に関する。
合金成分としての貴金属を不用とする商業利用に対して
は、これまで一般的にＮｉＴｉ系、ＣｕＺｎＡｔ系及び
ＣｕＡＡＮｉ系の形状記憶合金のみが自由に提供されて
いる。
は、これまで一般的にＮｉＴｉ系、ＣｕＺｎＡｔ系及び
ＣｕＡＡＮｉ系の形状記憶合金のみが自由に提供されて
いる。
ＮｉＴｉ−形状記憶合金は、周知のように卓越した性質
を有する。該合金は、殆んど化学ｔａ的な組成において
一方向効果及び二方向効果での可逆的変形のとυわけ高
い値、高い引張強さ及び延性並びに実に良好な耐食性金
量す。さらに、この形状記憶合金は、熱処理作業周期に
対して効果の大きさの卓越した安定性を有する。
を有する。該合金は、殆んど化学ｔａ的な組成において
一方向効果及び二方向効果での可逆的変形のとυわけ高
い値、高い引張強さ及び延性並びに実に良好な耐食性金
量す。さらに、この形状記憶合金は、熱処理作業周期に
対して効果の大きさの卓越した安定性を有する。
その上、該合金はＡｆ湿温度オーステナイト形成終了温
度）ｔ−比較的、はるかに超えて加熱することができ、
この場合、形状記憶効果の大きさを減少させるか又は変
１１Ａ温度會予期せずしてずらす有害かつ不可逆的なＭ
ｍの変化が生じることはない。
度）ｔ−比較的、はるかに超えて加熱することができ、
この場合、形状記憶効果の大きさを減少させるか又は変
１１Ａ温度會予期せずしてずらす有害かつ不可逆的なＭ
ｍの変化が生じることはない。
二方向効果を利用するために、Ａｓ＠度（オーステナイ
ト形成開始温度）は比較的高く、例えば１００℃を上回
る温度であるべきである。
ト形成開始温度）は比較的高く、例えば１００℃を上回
る温度であるべきである。
しかしながら、繰返し使用のためのＮ １Ｔｉ−形状記
憶合金金用いて最大に遅成しつるＡｓ温度は％ １００
°Ｃより低温でめる。この場合、以下、該当するＡｓ温
度と呼称するのは、数回の熱処理作業周期後に生じるへ
８＠度のことである。
憶合金金用いて最大に遅成しつるＡｓ温度は％ １００
°Ｃより低温でめる。この場合、以下、該当するＡｓ温
度と呼称するのは、数回の熱処理作業周期後に生じるへ
８＠度のことである。
文献には、変態温度を高くするためのチタンの代替とす
べき第５の元素としてジルコニウムの添加が記載されて
いる。ニッケルマイヤー（Ｅｃｋｅｌｍｅｙｅｒ ）
（５ｃｒｉｐｔａ Ｍｅｔ、 １０ （１９７６Ｌ６
６７〜６７２頁）は、Ｔｉの代シに添加される２原子ｑ
ｂまでのＺｒの影響について記載している。これによる
と、加熱の際の変態温度は、約り２℃／ Ｚｒ原子優だ
け上昇する。最高のＡｓ温度の測定値は、一方向効果に
対して（Ｚｒ ２鳳子多の場合）約１０５℃であり、こ
の場合、へ〇％ ｋｆ又は平均値が確定されたのかどう
かは明確には確認不可能である。さらに、この刊行物に
は２原子％より高いＺｒ含奮會有する合金についての指
摘がない。
べき第５の元素としてジルコニウムの添加が記載されて
いる。ニッケルマイヤー（Ｅｃｋｅｌｍｅｙｅｒ ）
（５ｃｒｉｐｔａ Ｍｅｔ、 １０ （１９７６Ｌ６
６７〜６７２頁）は、Ｔｉの代シに添加される２原子ｑ
ｂまでのＺｒの影響について記載している。これによる
と、加熱の際の変態温度は、約り２℃／ Ｚｒ原子優だ
け上昇する。最高のＡｓ温度の測定値は、一方向効果に
対して（Ｚｒ ２鳳子多の場合）約１０５℃であり、こ
の場合、へ〇％ ｋｆ又は平均値が確定されたのかどう
かは明確には確認不可能である。さらに、この刊行物に
は２原子％より高いＺｒ含奮會有する合金についての指
摘がない。
り２インへレンダリング（Ｋｌｅｉｎｈｅｒｅｎｂｒｉ
ｎｋＪ及びバイエル（Ｂｅｙｅｒ ） （Ｃｏｎｆｅｒ
ｅｎｃｅ ： ＴｈｅｍａｒｔｅｎｓＨｌｃ ｔｒａｎ
ｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ ５ｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 、 Ｂｏｃｈｕｍ 、ドイツ連
邦共和国。
ｎｋＪ及びバイエル（Ｂｅｙｅｒ ） （Ｃｏｎｆｅｒ
ｅｎｃｅ ： ＴｈｅｍａｒｔｅｎｓＨｌｃ ｔｒａｎ
ｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ ５ｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 、 Ｂｏｃｈｕｍ 、ドイツ連
邦共和国。
１９８９年３月９日〜１０日）は上記研究に従い、ｉ、
ｓｉ子Ｓ″までのＺｒ ｔ−含有する形状記憶合金を検
査した。高くなった変態温度は測定されず、即ち、これ
は初めに挙げた刊行物の結果が実証されることができな
かったということである。
ｓｉ子Ｓ″までのＺｒ ｔ−含有する形状記憶合金を検
査した。高くなった変態温度は測定されず、即ち、これ
は初めに挙げた刊行物の結果が実証されることができな
かったということである。
現時点で繰返し使用のために商業分野で１００°Ｃ１−
超え；ｂ Ａｓ温度で、ＣｕＡｔＮ ｉ系の形状記憶合
金のみが問題となる（ Ｄｕｅｒｉｇ 、 Ａｌｂｒｅ
ｃｈｔ 。
超え；ｂ Ａｓ温度で、ＣｕＡｔＮ ｉ系の形状記憶合
金のみが問題となる（ Ｄｕｅｒｉｇ 、 Ａｌｂｒｅ
ｃｈｔ 。
Ｇｅｓａｉｎｇｅｒ ：入５ｈａｐｅ ｍｅｍｏｒｙ
ａｌｌｏｙ ｆｏｒ ｈｉｇｈ−ｔｅｍ％ｐｅｒａｔｕ
ｒｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、 Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆｍｅｔａｌｓ３４（１９８２）、１４〜２０７Ｍ）
。
ａｌｌｏｙ ｆｏｒ ｈｉｇｈ−ｔｅｍ％ｐｅｒａｔｕ
ｒｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、 Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆｍｅｔａｌｓ３４（１９８２）、１４〜２０７Ｍ）
。
該合金を用いて１７５℃筺でのへ８温度が実現可能であ
るが、但しいっそう不利な欠点は計容するものとする。
るが、但しいっそう不利な欠点は計容するものとする。
このように、最大の二方向効果はほんの１．２優でろる
し、破断時の伸ひは５〜７嘩と低く、かつ過熱可能性は
明らかＫ ＮｉＴｉ−形状記憶合金の場合よりも少ない
のである。
し、破断時の伸ひは５〜７嘩と低く、かつ過熱可能性は
明らかＫ ＮｉＴｉ−形状記憶合金の場合よりも少ない
のである。
繰返し使用に対して不利であるのは、僅少な効果安定性
であり、可逆的変形の大きさの明らかな減少が数的の１
００℃の作業周期後、早くも生じる。
であり、可逆的変形の大きさの明らかな減少が数的の１
００℃の作業周期後、早くも生じる。
ＮｉＴｉ ｔ−基礎として、これまで１００℃を超える
Ａ、温度を有する、商業的に利用できる形状記憶合金は
見い出されえなかったのでろり、しかもこのような合金
の有利な性質のために上記方針を０指した多大な努力が
払れたにも拘らずにである。
Ａ、温度を有する、商業的に利用できる形状記憶合金は
見い出されえなかったのでろり、しかもこのような合金
の有利な性質のために上記方針を０指した多大な努力が
払れたにも拘らずにである。
本発明の課題は、１００℃を超えるＡｓ温度の場合に、
二方向効果、破断時の伸び、過熱可能性及び可逆的変形
に対する良好な値を有する、ＮｉＴｉ を基礎とした形
状記憶合金を提供することであった。
二方向効果、破断時の伸び、過熱可能性及び可逆的変形
に対する良好な値を有する、ＮｉＴｉ を基礎とした形
状記憶合金を提供することであった。
この課題は、１００℃金超えるＡＳ温展乞有する形状記
憶合金により解決され、この場合、核合金はＮｉ ４１
．５〜５４原子蝿、Ｔｉ２４〜４２．５原子肇及びＺｒ
７．５〜２２原子％を含有する。
憶合金により解決され、この場合、核合金はＮｉ ４１
．５〜５４原子蝿、Ｔｉ２４〜４２．５原子肇及びＺｒ
７．５〜２２原子％を含有する。
この形状記憶合金は、さらに８．５ ｉ子ＳまでのＣｕ
（即ちＯ〜８．５鳳子嘩の間のＣｕ ） ｔ”含有す
ることによシ、有利に後形成されていることができる。
（即ちＯ〜８．５鳳子嘩の間のＣｕ ） ｔ”含有す
ることによシ、有利に後形成されていることができる。
この形状記憶合金は、周知のように適当な開始溶融液又
は前合金から再溶解によシ真空誘導溶解炉（Ｖａｋｕｕ
ｍｉｎｄｕｋｔｉｏｎｓｏｆｅｎ ） （Ｆ３でアルゴ
ン雰囲気下で黒鉛るつぼ中で得られ、この場合、開始浴
融液又は前合金は、黒鉛るつぼとの反応が著しく抑制さ
れるように構成されている。予想に反して、前記の組成
範囲の形状記憶合金が、二成分のＮｉＴｉ−形状記憶合
金に比べ明らかに高い変態温度含有する形状記憶の性質
を示すことが確認された。
は前合金から再溶解によシ真空誘導溶解炉（Ｖａｋｕｕ
ｍｉｎｄｕｋｔｉｏｎｓｏｆｅｎ ） （Ｆ３でアルゴ
ン雰囲気下で黒鉛るつぼ中で得られ、この場合、開始浴
融液又は前合金は、黒鉛るつぼとの反応が著しく抑制さ
れるように構成されている。予想に反して、前記の組成
範囲の形状記憶合金が、二成分のＮｉＴｉ−形状記憶合
金に比べ明らかに高い変態温度含有する形状記憶の性質
を示すことが確認された。
さらに、該形状記憶合金は、組成に基つ＠単相組織を有
する限や、延性であり、かつ室温で変形されることがで
きる。選択した製造条件での金属置棚ＮｉＴｉＺｒない
しはＮｉＴｉＺｒＣｕの濃度範囲は、三成分合金の場合
にはＮｉ （原子％）−５０，８＋ ０．０４５ Ｚｒ
（Ｉｊｊｊ４．子％）ナイＬ、Ｈ四成分合金の場合に
はＮｉ ＋ Ｃｕ （原子％） −５０，８＋ ０．０
４５ Ｚｒ （鳳子％）の法則にほぼ従う。
する限や、延性であり、かつ室温で変形されることがで
きる。選択した製造条件での金属置棚ＮｉＴｉＺｒない
しはＮｉＴｉＺｒＣｕの濃度範囲は、三成分合金の場合
にはＮｉ （原子％）−５０，８＋ ０．０４５ Ｚｒ
（Ｉｊｊｊ４．子％）ナイＬ、Ｈ四成分合金の場合に
はＮｉ ＋ Ｃｕ （原子％） −５０，８＋ ０．０
４５ Ｚｒ （鳳子％）の法則にほぼ従う。
本発明の範囲内で、有利な性質を有する形状記憶合金は
、請求項１又は２に記載された組成範囲内で、Ｔｉ２４
〜３４原子φ及びＺｒ １６〜２２原子％（請求項３記
載）ないしはＴｉ２４〜３０原子多及びｚｒ２Ｄ〜２２
ＩＲＬ子ｔｌＡ （１ｉｉ１求項４記載）を含有するこ
と□よっても形成されることができる。
、請求項１又は２に記載された組成範囲内で、Ｔｉ２４
〜３４原子φ及びＺｒ １６〜２２原子％（請求項３記
載）ないしはＴｉ２４〜３０原子多及びｚｒ２Ｄ〜２２
ＩＲＬ子ｔｌＡ （１ｉｉ１求項４記載）を含有するこ
と□よっても形成されることができる。
１６原子φの程度のＺｒ含量の場合、へ８温度は１２０
℃を上回り、２０原子φの程度のＺｒ含量の場合、該温
度は１４５℃を上回る。
℃を上回り、２０原子φの程度のＺｒ含量の場合、該温
度は１４５℃を上回る。
請求項１又は２記載の形状記憶合金は、ＮｉとＣｕとの
含量が４７〜５０原子修（請求項５記載）ないしｔｉ４
８〜４９．５原子％（請求′ｇＡ６記載）ないしは４８
．５〜４９似子褒（請求ＩＩＩ ７記載）でｂることに
よジ、有利に後形成されていることができる。
含量が４７〜５０原子修（請求項５記載）ないしｔｉ４
８〜４９．５原子％（請求′ｇＡ６記載）ないしは４８
．５〜４９似子褒（請求ＩＩＩ ７記載）でｂることに
よジ、有利に後形成されていることができる。
別の場合にも有効な組成範囲（請求項１又は５から７ま
でのいずれか１項記載）内で、ｚｒ含量は、１０〜１９
原子蚤の間（請求項８記（転）ないしは１４〜１８原子
嘩の間＜＊求項９記駒でめるように変更されていること
ができる。
でのいずれか１項記載）内で、ｚｒ含量は、１０〜１９
原子蚤の間（請求項８記（転）ないしは１４〜１８原子
嘩の間＜＊求項９記駒でめるように変更されていること
ができる。
さらに、とりわけ有利な性質を有する形状記憶合金は、
組成範囲が請求項１，７又は９に記載されているように
測定されることにょシ製造されることができる。従って
、この種の形状記憶合金は次の組成乞有する： Ｎｉ
４８．５〜４９原子％ ； Ｔｉ ２４〜４２．５原子
優及びＺｒ１４〜ＩＥｌ子優。
組成範囲が請求項１，７又は９に記載されているように
測定されることにょシ製造されることができる。従って
、この種の形状記憶合金は次の組成乞有する： Ｎｉ
４８．５〜４９原子％ ； Ｔｉ ２４〜４２．５原子
優及びＺｒ１４〜ＩＥｌ子優。
元素Ｚｒに対して記載された、Ｎｉ ＆ひＴｉと一緒に
１００”Ｏを上回る高められた変態温度含有する形状記
憶合金を形成する性／Ｘは、Ｚｒに知似する元素％例え
ば殊にＨｆに対しても適合する。従って、本発明による
教示の範囲内で場合によってはＺｒはＨｆ及びこれと類
縁の元素で代替することができる。
１００”Ｏを上回る高められた変態温度含有する形状記
憶合金を形成する性／Ｘは、Ｚｒに知似する元素％例え
ば殊にＨｆに対しても適合する。従って、本発明による
教示の範囲内で場合によってはＺｒはＨｆ及びこれと類
縁の元素で代替することができる。
次の第１表及び第２表には、例示的に本発明による形状
記憶合金がへ８温度とともに示されている。
記憶合金がへ８温度とともに示されている。
さらに、第２表には二成分のＮｉＴｉ−形状記憶合金の
例が示されてかり、この場合、Ａｓ温度は予想通９１０
０℃を下回っている。
例が示されてかり、この場合、Ａｓ温度は予想通９１０
０℃を下回っている。
第１表及び第２表中の実施的から、Ａｓ温度は、Ｚｒ含
量が増加するのに伴い上昇することが認められ、Ｚｒが
１６原子多を超える場合には、Ａ、温度は１２０°Ｃｔ
上回ｐ％ Ｚｒが２０原子噂を超える場合には、該温度
は１５０℃よシ高温である。
量が増加するのに伴い上昇することが認められ、Ｚｒが
１６原子多を超える場合には、Ａ、温度は１２０°Ｃｔ
上回ｐ％ Ｚｒが２０原子噂を超える場合には、該温度
は１５０℃よシ高温である。
変態温度Ａ５及びｋｆと並んで形状記憶効果の大きさ、
即ち可逆的変形ｔは、別のＭａな特徴を示す。
即ち可逆的変形ｔは、別のＭａな特徴を示す。
形状記憶効果がｚｒ＠ｔの増加とともに低下するため、
表中に記載された形状記憶合金は、前記の対向的な性質
の傾向を考慮して専ら部分的に２０掠子嘩だけの値の程
度でのＺｒ含ｔｒ有する。
表中に記載された形状記憶合金は、前記の対向的な性質
の傾向を考慮して専ら部分的に２０掠子嘩だけの値の程
度でのＺｒ含ｔｒ有する。
特許の保護が請求された組成の前合金は、炉（Ｋｎｏｐ
ｆｏｆｅｎ ）内で得られ、かつ真空誘４溶解炉内でア
ルゴン雰囲気下で黒鉛るつぼ中で円筒形試料に再溶解さ
れる。表中に記載された変態温度Ａｓ及びｋｆは、熱量
測定的に試料について鋳造状態で数回の熱処理作業周期
の後に確認された。
ｆｏｆｅｎ ）内で得られ、かつ真空誘４溶解炉内でア
ルゴン雰囲気下で黒鉛るつぼ中で円筒形試料に再溶解さ
れる。表中に記載された変態温度Ａｓ及びｋｆは、熱量
測定的に試料について鋳造状態で数回の熱処理作業周期
の後に確認された。
形状記憶合金の他の不変の組成において、元素ＺｒがＨ
ｆで代替される場合、必要に応じて２つの表中に記載さ
れたものよシ尚い変態温度Ａ８及びＡｆ ｋ実現するこ
とができる。この効果は、１４〜１７＊子嘩の値の程度
のＨｆの百分率を有する形状記憶合金のいずれの場合に
も生じる。
ｆで代替される場合、必要に応じて２つの表中に記載さ
れたものよシ尚い変態温度Ａ８及びＡｆ ｋ実現するこ
とができる。この効果は、１４〜１７＊子嘩の値の程度
のＨｆの百分率を有する形状記憶合金のいずれの場合に
も生じる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、１００℃を超えるＡｓ温度を有する形状記憶合金に
おいて、Ｎｉ４１．５〜５４原子％、Ｔｉ２４〜４２．
５原子％及びＺｒ７．５〜２２原子％を含有することを
特徴とする形状記憶合金。 ２、さらに８．５原子％までのＣｕも含有する請求項１
記載の形状記憶合金。 ３、Ｔｉ２４〜３４原子％及びＺｒ１６〜２２原子％を
含有する請求項１又は２記載の形状記憶合金。 ４、Ｔｉ２４〜３０原子％及びＺｒ２０〜２２原子％を
含有する請求項１又は２記載の形状記憶合金。 ５、ＮｉとＣｕ４７〜５０原子％を含有する請求項１又
は２記載の形状記憶合金。 ６、ＮｉとＣｕ４８〜４９．５原子％を含有する請求項
１又は２記載の形状記憶合金。 ７、ＮｉとＣｕ４８．５〜４９原子％含有する請求項１
又は２記載の形状記憶合金。 ８、Ｚｒ１０〜１９原子％を含有する請求項１又は５か
ら７までのいずれか１項に記載の形状記憶合金。 ９、Ｚｒ１４〜１８原子％を含有する請求項１又は５か
ら７までのいずれか１項に記載の形状記憶合金。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3926693 | 1989-08-12 | ||
| DE3926693.1 | 1989-08-12 | ||
| DE4006076A DE4006076C1 (ja) | 1989-08-12 | 1990-02-27 | |
| DE4006076.4 | 1990-02-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0372046A true JPH0372046A (ja) | 1991-03-27 |
Family
ID=25883963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2210555A Pending JPH0372046A (ja) | 1989-08-12 | 1990-08-10 | 形状記憶合金 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5108523A (ja) |
| EP (1) | EP0419789B1 (ja) |
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