JPS59166646A - 熱回復可能物品 - 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。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。これらの合金は例
えはフルマー研究所（Ｆｕｌｍｅｒ　Ｒｅ日ｅａｒｃｈ
工ｎ５ｔｉｔｕｔｅ　）の名において米国特許第３，０
１２，８８２　；　３．１７４，８５１　；３．３５１
，４６３　；　３，５６７．５２３　；　３，７５３，
７００　；および３，７５９，５５２号、ベルギー国特
許第７０３，６４９号、および英国特許第１，３１５，
６５２；１．３１５，６５３；１，３４６，０４６およ
び１．３４６，０４７号中に開示されている。フルマー
研究所の４特許を本文に１フルマー特許”として参照し
ている。前記の総ての開示された特許は本文中の参照文
献として取り入れている。

このような合金はまたアメリカ航空宇宙局刊行５Ｐ１１
０のゝ５５−ニチノールー記憶能力保有合金即ち形状記
憶合金等″　（”５５−　Ｎ１ｔｉｎｏｌ−ｔｈｅａｌ
ｌｏｙ　ｗｉｔｈ　ａ　ｍｅｍｏｒｙ、　ｅｔｃ　　“
）　（Ｕ、Ｅｌ、ＧｏｖｅｒｍｅｎｔＰｒｉｎｔｉｎｇ
　ｏｆｆｉｃｅ、　Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ、　Ｄ、　Ｏ
，、１９７２）、Ｎ、Ｎａｋａｎｉｓｈｉ　　らによる
５ｃｒｉｐｔａ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａ５、　　４
　３　３　　　’４４０　　（ＰｅｒｇａｍｏｎＰｒｅ
ｅｓ　　１　９７　１）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。

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。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。

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
。１つの状態から他の状態５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Ｍ、５点と称し、マルテンサ
イトの形成が完了する温度をＭｆ点と称する。これらの
それぞれの温度は試料を１００　’Ｏ／　ｍｉｎ、の如
き高速の温度変化を与えて得られる。これを基準Ｍｓ点
およびＬｊｆ点と言う。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をＡｓ点およびＡｆ点と
称する。一般に、Ｍｆ点はＡｓ点より低温であり、Ｎａ
点はＡｆ点より低温である。Ｍ、ｓ点は合金組成により
また合金の熱的機械的履歴ｅヒよりＡｓ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
ことにより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、ＭｓＸＭｆＸ　Ａｓ
Ｘ　Ａｆの各点を結び再びＭｓ点へ戻る線はヒステレシ
スル−プ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Ａｓ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。例えば元の形状・＼の回復は室温
、室温以下あるいは以上において行われる。

熱回復可能合金を使用するある商業的応用例において、
Ａｓ点が馬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。この合金により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。例えば本文に参考文献として取り入れて
いる英国％計第１，３２７．４４１および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。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を上昇せしめる。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。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すること（例えば
マルテンサイト状態へ変態して応力弛緩を起つ−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ＭＢ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りも低い温度に選
ばれている。この理由により、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
されなげればならない。しかし、この文中で述べている
ように、Ａ１１の意味がオーステナイトあするいはオー
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ｆ、−Ｓ字状の転換の開始を示すものとすれば、そ
の八〇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ＭＢ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り好都合な温度に保って置くこと
が可能になる。

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
。この処理方法は先づ物品を上昇されたＡ、ｓ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４８点以上に除熱し、次に除熱を終らせ、Ａ　
、ｓ　ｅ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
せろことを包含する。

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Ａ、８点乃至Ａｆ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
度で除熱されろ。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
にある間に除熱の終了以前または終了に引続℃・て元の
形状から変形をおこなうことによりこの組成物に熱回復
性を与える。この合金は除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除熱が終了した温度
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除熱処理を終了した温度以上
に急熱することにより達成される。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。

本発明は少くとも１加熱サイクルにおいてその廁点より
高温のＡ８点を有する、または既にその組成物のＭＢ点
より高温のＡｓ点を保有しているなにのみ限定されるも
のではない。例えば、更に別の合金が上述のＦｕ１ｍθ
ｒ’％許明細書中に記載されている。

本発明に係る熱的予備処理方法においては、材料は初期
除熱前か又は除熱後乃至は除熱しかつ冷却１−だ後にお
いて変形させることが可能であり、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Ｍｆ点直下
において発生させられるのが良い。

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。

０ｕ−Ｚｎ及び０ｕ−Ａ１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が可能なるために
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。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
なくとも一部がβ−相内に存在していなくてはならない
。合金が実質的にβ−相になる温度範囲は合金の組成が
変化するにつれて変動する。銅基合金においてはこの温
度は約７００℃の低温で生ずる。

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。即ち該合金はα−相への逆転傾
向は顕著なものではない。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
大きい必要がある。

Ｍｓｓ点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Ｍ８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
り上述の銅合金における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
復挙動に逆効果を与えない温度であり、特にＭＢ点がＯ
°Ｃ以ドの合金に対しては約２０°Ｃ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、「除熱」加熱速度は通常のＡｓ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Ａｓ温度が得ら
れるような加熱速度であるか、乃牟は「除熱」の後に該
［−急熱」が行なわれた際特定の更に高いＡｓ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。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シリコンの
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は
ならない。何故ならば応力が高くなるにる。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除熱処理
の効果は歪と温度により変動する。第７ａ図に示される
如く、新規のＡｓ点（Ａｓｅとして図示）が生じ、この
温度頃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。

第７ｂ図において示される如く、本発明に係る除熱処理
の効果は通常のＡ、ｓ点を幾分示したまま新規のＡ、６
０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、Ａｓ点が
認められるという現象は除熱加熱速度における熱回復の
速度が通常のＡ８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。

乃至は該現象は本発明に係る除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する程本発明の応用
性はある程度合金の組成に依存する。Ｆｕｌｍｅ　ｒ％
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、より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°Ｃ程度と低い合金を含ん
でいる。

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当てはまるものではない。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°Ｃ付近において開始される合金の幾
つかが０ｕ−Ｚｎ−Ａ１及び０ｕ−Ｚｎ−３ｉ合金系に
見出されている。

上昇し１こ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「除熱」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Ａｓ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「除熱」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°Ｃより
は一４０’Ｃにおいて極めてゆっくり進行するという因
子を挙げることが出来る。

ＭＢ点が一４０℃にある合金においては、「急熱」及び
「除熱」両加熱速度範囲は他の点では類似のＭＢ点が４
０°Ｃ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１−急熱」及び「
除熱」加熱速度の限界に影響を及はすことになる。

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５１を含有するか乃至
は短時間の時効処理を受けた０ｕ−Ｚｎ−Ｂｉ金合金お
いては「除熱」及び「急熱」加熱両速度の臨界値はシリ
コン含有量が低し・か乃至は時効時間が長い材質の合金
よりも高くなる。

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
実験は広く行なわれている。しかしながらある合金に対
しては１−除熱」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り所定の合金に対して容易に定め
る事が出来る。

好ましくは上記合金は金属間化合物である。適当な合金
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ろ０ｕ−
Ｚｎ及びＣｕ−Ａ１合金を挙げることが出来る。これら
の合金は約２０に量３以上の第６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。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、４％Ａ１なる組成か６２．２％Ｏｕ。

３７．６％Ｚｎ％　　０．５％Ａ１なる組成か乃至は８
０．５％ａｕ、１０．５％Ａ１．９％Ｍｎなる組成を有
している。本明細書においては例として６５％のＯｕと
６５％のＺｎなる組成割合で任意的添加物が２％乃至６
％のシリコンであるか乃至は６〜４．５％以下のアルミ
ニウム（但しこれらの数値はいづれも重量％）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０．囲温
度よりも低いか乃至は高いＭＢ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。例えば、更にあの合金が上述
のＦｕ１ｍθｒ特許明細書中に記載されている。

本発明に係る熱的予備処理方法においては、ホ料は初期
除熱前か又は除熱後乃至は除熱しがつと却１．た後にお
いて変形させることが可能であり、どの場合においても
変形は実質的にマルテンサく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Ｍｆ点直下
において発生させられるのが良い。

本発明に係る方法を実施するに肖って注意すｌき可変条
件としては以下のものが挙げられる。

Ｃａ−Ｚｎ及びｃｕ−Ａ１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が可能なイために
は合金は実質的にβ−相になければならんい。７０％以
上がβ−相である合金は通常実質αに純粋なβ−相時特
性示す。従って合金を高温Ｃ加熱してβ−相を得ること
が必要とされる場合鉋は選択した温度において合金の少
なくとも一部力β−相内に存在していなくてはならない
。合金力１ｊ　　　実質的にβ−相になる温度範囲は合
金の組成が変化するにつれて変動する。銅基合金におい
てはこの温度は約７００℃の低温で生ずる。

１　　　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。即ち該合金はα−相へ
の逆転傾向は顕著なものではない。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
度に十分大きい必要がある。

Ｍｓ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Ｍｅ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
り上述の銅合金における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
復挙販１に逆効果を与えない温度であり、特にＭｓ点が
０８Ｃ以下の合ノ　　金に対しては約２０℃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、「除熱」加熱速度は通常のＭ８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がな速度であ
る。アルミニウム及び／又はシリコンを含有しているＣ
！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ＡＥｊ温度が
得られるような加熱速度であるか、乃牟は「除熱」の後
に該［急熱」が行なわれた除特定の更に高いＡｓ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
条件な決定するに肖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。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シリコンの
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（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なる。

第７ａ図及び第７ｂ図に示される如く本発明の除熱処理
の効果は歪と温度により変動する。第７ａ図に示される
如く、新規のＡｓ点（Ａｌ３ｆ３として図示）が生じ、
この温度べ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。

第７ｂ図において示される如く、本発明に係る除熱処理
の効果は通常のＡ９点を幾分示したまま新規のＡ９ｅ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、Ａｓ点が認め
られるという現象は除熱加熱速度におげろ熱回復の速度
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。

乃至は該現象は本発明に係る除熱処理の初期部分を通常
のＡＢ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な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。

上述の説明によりＡ　ｓ　８点は除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。除熱行程は冷却
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桁なうと、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Ａ２
Ｂ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
張させろようにすることが可能であり、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
能であり、あるいは又部品の長さを変化させたり、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
範囲は単に除熱を特定温度地点において終了させること
により実質的に様々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。

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
り、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。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。

゛　　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Ａ８点を付与する第二の方法が提供されている。

該第二の方法は金属組成体をその通常のＭｓ　　点板上
の温度て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
形の量はとり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
り、１０口℃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なうには大
きな力を要する。従って該物品を変形させるのはそれが
Ｍ８ＮＭｆ点間に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Ｍｓ　　点板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。

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り、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、「擬弾性歪」
と呼ばれる。何故ならばこ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，Ｐｏｐｓ、　Ｍｅｔ。

Ｔｒａｎｓ、１　（１）　２５１〜５８頁、　１９７０
参照）。歪が消滅するのは付加応力により誘起されたマ
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り得る最大温度が
存在する。この温度は金属組成により変動するものであ
り以後通常呼する如＜　Ｍａ点と呼ぶ。

応力により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体試料がマルテンサイ
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
れており、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。

このような理由により、金属組成体の試料をそのＭｆ　
　点板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ろことにより得られる熱回復性
歪を利用する場合には、可逆性擬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
の時刻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Ａｓ点以上の温度ｆ
ｆ１Ｊ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がら変形させ、該
変形物品をＭｄ点以下Ｍｓ点以上の温度において応力解
放時に原型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Ａ８点が上昇しないような加熱速度（通常かつ好ま
しくは１００’Ｃ／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Ａｓ−Ａｆ範囲と比較して上昇したＡｓ−Ａｆ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　−Ｒｏｔｈｅｒｙ　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
ろ：２の電子化合物を挙げることが出来る（　Ａ、Ｓ、
Ｍ、　ＭｅｔａｌｓＨａｎｄｂｏｏｋ、　Ｖｏｌ、　’
Ｉ　ｒ　８刷、１９６’ｌ、４頁参照）。

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０ｕ−Ｚｎ、０ｕ−Ａ
ｌ−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０ｕ−Ａｌ、０ｕ−Ａ１
合金においてはＺｎ及びＡ１が少なくとも部分的に置換
しており、これら合金要素そのものが例えばＳｉ、Ｓｎ
ＸＭｎ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
て記載されている。好ましい合金には不可避的不純物は
別として６０〜８５重量％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Ａ１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Ｓｌと、
約１４重量％以下のＡ１と、０〜１５重景％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。６元、４元乃至それ以、上の多元銅合金を
使用することも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
は好ましい実施例にのみ適用可能なものではない。

例えば、本発明に係る方法を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。

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−相は該当合金を実質的
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。もし焼入れ速度があまりに遅
いと、かなり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ーマルテンサイトン態を起さない可
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。

もし合金がそのＭＳＡ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Ｍ８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　’Ｏ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Ｋよって達
成することが可能である。

選択採用された合金は熱回復の後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）Ｋ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なう
のが好ましい。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。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・置温回復を生ずること如なるからである。

しかしながら、物品を適当な時間間隔の開度形状態に保
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。もとの攪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。適当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「除
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、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２、
ε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。最良の条件眞おいては約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Ａｓ０
点は往々にして除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ろ「機械的予備処理」にお
いては発生しない。即ちＡｓ０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りの実験により所望のＡｓ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てなるが、上
昇へ８　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−Ｍｆ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Ａｓ　−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「除熱」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「除熱」加熱速度を用いることによって
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けるという危
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り適
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Ａｓ　
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
眞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より
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
ることにより拘束装置を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
は拘束状態のもとて物品を保持温度がらより低い温度へ
と冷却してやることにより熱回復性歪を物品に工匠増加
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。この付加的歪増分はそれ自身のＡ８Ｓ点温温度備
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二〇Ａ８　点綴下の第一のＡ
Ｂ　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Ａ８
点温度の方が同一組成の時効試料のＡｓ　Ｓ温度よりも
幾分高くなる。Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｌ、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束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、ねじり力、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。又長くなったり短が
くなったりする物品を得ることも出来る。より大きな径
に膨張するか乃至はより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製作するこ
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。こうすることにより一連の変
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。

こうして事実の発見の結果、上昇したへ８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
Ａｓ　−Ａｆ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Ａｓ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、Ａｓ温度の付
与のための諸工程により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Ｍ８点以上の温度に保持せしめることよりな
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。

本発明により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
ことが可能であり、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り適している
。

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る方法を提供
している。金属組成体が本発明の方法により処理された
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がらマルテン
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Ｍｆ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　−Ａｆ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
りオー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Ａｓ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、本発明は又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
ることによりある種の該合金の機械的乃至熱的予備処３
Ｍ（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まりき
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か過ぎたり温度が
低過ぎたり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、温度が高過ぎたりすると可逆
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。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、構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
原子数力１６：２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−黄銅と関連して体心立方
型のβ合金を形成するＯｕ　−Ｚｎ及びＯｕ　−Ａ１合
金の如きβ−相金合金挙げることか出来る。又適当な合
金の中にはＺｎ及びＡ１が互し）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、ＳｎＸＭｎ
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
に置換され得ろようなＯｕ　−Ｚｎ乃至Ｏｕ　−Ａ１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Ａ１　を含む６０〜８５重量％ｏｈ合金を含んでい
志。即ち体心立方構造体をなす例えば０〜４０重量％Ｚ
ｎ、３〜５重量％　Ｓｌ、０〜１４重量％Ａ１．０〜１
５重量％Ｍｎを含む合金を挙げることが出来る。６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なうことにする。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、本発明に係る方法を銅以外の金属
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より得ら
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な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型の大きな部分を
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なわない
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、　Ａ
ｌ、Ｓｌ、Ｍｎ及びそれらの組合せを含み、室温以下の
Ｍ、８温度を含む銅合金においては、約５［１℃〜１２
５℃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
乃至短か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
間の逆転量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り容易に決定することが出来る。

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出来、又時効期間中連続的に変動さ
せることが出来る。

次に本発明につい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
物の応答度を決定するために行われた。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、試料が溶湯がら鋳造された。鋳造品はス）　ＩＪツ
ブに熱間圧延され、次に約３７間Ｘ　３　ＷｎＸＤ−７
５ｔｒｙ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°Ｃ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°
Ｇ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。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°Ｃ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評決に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°ｃ
＋４ｏ℃にｏ、２５°Ｑ／ｍ１ｎ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２　Ｄ　Ｄ　００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：（６）徐熱の速度が０．２５°Ｏ／　ｍ　ｉｎ、
の代りに１°Ｃ／　２４　ｍｉｎ、である事を除いて他
は■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“効果値°は次のようにして得られ
る。即ち除熱試験片に対し４０’Ｏ以上にて起る回復量
の百分比から急熱試験片に対し４０’Ｏ以上に℃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グ後の理論回復量の百分
比である）で徐したもので表現される。即ち、 本発明において特に通している組成物の数例を添付図面
により更に詳細に説明する。

第３ａおよび３ｂＩｆｆｌ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線に平行である。

低度ｔＨ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％までのＳｌ、
６６．２　％から６７．５　％までのＯｕ、残量ｚｎ（
２９，８からろ２．０％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、１００℃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。徐熱り終りとして任意に４０　’Ｏ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
選択された除熱速度が４０’Ｏ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、より高い効果値を有する合金は本発明の除
熱処理およびより良い結果を得る異った速度の除熱処理
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。

除熱速度について感度の最適条件域が６６．４５重量％
　Ｏｕ、　３１．５５重量％Ｚｎ、　２．０重量％Ｓ１
の組成を有し、前記の方法のうち除熱の速度を異った範
囲のもので処理された試験片により調査された。各種の
加熱速度において一７９°Ｃから＋４０℃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°Ｑ／ｍｉｎ、までの除熱速度が良好であ
る。２℃／　ｍ１ｎ−より高い加熱速度では除熱中に識
別されるような回復量が生ずるので、この方法での除熱
の上限は２°ｃ／ｍｉｎ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％Ｏｕ、　３１−５５重量％Ｚｎ、　
２．０重量％Ｓ１、および６４．２重量％　Ｏｕ。

３４．８重量％Ｚｎ％　　１．ｏ重量％Ｓ１の組成物を
用いて調査された。試料の１群は一７９°Ｃにおいて１
２％の歪を加えたことの外は前記した方法により処理さ
れた。他の群は除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。除熱後、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％の代りの分母とし
た。１２％の歪は６６．４５重量％　Ｏｕ　％　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
。

６４．８重量％Ｚｎ、１．０ｆｉｉ％　Ｓｉにおいては
ｏｔたは６％の歪を与える場合よりも＾０１良！／１）
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
果値域は零度ＭｌｆＭに平行である。最適条件域は第６
ａｆ’Ｕに示す時効されない試料の方が第６ｂ図に示す
時効された試料よりもより明確に現われている。

通常ＡＢ点が４０℃の場合または４０°Ｃ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、除熱は＋４０℃にて
停止する代りに＋１００００まで継続された。時効され
た試料に対する結果が第６ｃ図に示されている。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
れておるがより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。

時効されないＯｕ　Ｚｎ　Ａｌ試料が１００℃まで除熱
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、時効処理はよ
り扁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および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
間と条件は異った組成物に対して同等かまたは殆んど類
似した最適条件を与えることが認められた。第３ｂｌｆ
ｆｌにおいて４０，６０および８０の線または第６ｂ図
における２ｏの線忙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して時効された合金、
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６ａ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がということを示すことで
ある。以下に記載する賭例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低過ぎ
るものである。

例　　２ ６４．５重量％Ｏｕ、３４．５重量％Ｚｎ、ｉ重量％Ｓ
１を含有する合金が本例に使用された。これの基準Ａｓ
点は１５乃至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Ｍ
ｆ点以下に冷却され、次眞７５℃にまでｏ、７５乃至１
ｏｏｃ／ｍｉｎの加熱速度で加熱されその後−５０’Ｏ
にまで冷却された。（即ちＭｆ点より約２０　’Ｃ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。変形の約半分はＡｆ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°Ｃ以上で６．２％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５００Ｃにて２日間時効された。こ
れらは次に−５０’Ｏ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と同様な除熱速度で７５℃に
加熱された後再び２０°Ｃに冷却された。次て別の試料
が異った期間貯蔵されそして回復させるために５０乃至
２００°Ｑ／ｍ　ｉ　ｎ（即ち急熱）にて加熱された。

回復　　　　　　　　　　　　る回復　　　％３　７．
４０　０．９５　　　５ｍ１ｎ　　　８５　　０　　　
５．３０４　６−８０　１．２０　　９０ｍ１ｎ　　　
８６　　０　　　４．４０５　７．６５　１．６０　　
　１６ｈ、ｒｓ　　　８５　　０　　　４．３０６　７
．６０　１．６０　　１６８ｈｒｓ　　　　８６　　　
　０　　　　　５・６ＣＪ例２から６までの合金は除熱
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 一４ｏ℃のＭ８点を有する合金（６３，７％Ｏｕ。

６５、ろ％Ｚｎ、　　１％Ｓｉ　）の６試料が８５０　
’Ｃ！がら＋２０℃の水中に焼入された後−７０’Ｏ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°Ｃ／ｈｒ、（除熱）にて加熱され、他の変形試料
が１０°Ｑ／ｍｉｎ、　（急熱）にて加熱された。除熱
された変形されない試料において変態は一４６°から一
６２℃にて起った。除熱された変形試料において変態は
＋６０℃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。

変形の３７％は急速に回復され変形全量の５％は８０℃
において回復された。−７０’Ｏがら急熱された変形試
料において、回復は約−４６°Ｃ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、髪形と加熱速度は共にＡ８点に影響する。

例　　８ 銅−亜鉛合金にて１％Ｓｉを含有し基準Ｍｓ点が０°Ｑ
、　Ａｓ点が一１０℃、Ａｆ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−４０’Ｏ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℃にまで
除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。その結果２０’Ｃ！において変形は
完全に回復された。これは１２°Ｃにおける元のＡｆ点
の挙動と一致する。

例　　９ ８０．８重量％Ｏｕ、　　１０’５重量％Ａ１．８．７
重量％Ｍｎを含有する１６個の試料が８００℃または９
００℃にて６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１ｏ。

℃にて１０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、々維
組織の歪が与えられるように髪形された後応力が解除さ
れた。試料の半数はｏ、２５°Ｃ／ｍｉｎ、の速度で１
００℃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°Ｃに急熱された。急熱速度は１
００　’Ｑ　／ｍｉｎ、より大であった。与えられた変
数に対する２００°Ｃ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１００００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
が効果を表さなかったことを示している。

平均効果： １０　（）　’Ｃ！以上にて回復した歪の％急熱の場合
　　　　　　　０．．３９％予備処理された場合　　　
　　　　１．８９％ｓｏ、４９爪景％Ｏｕ、　　１０．
５ｆｉ量％Ａ１．９．０１重量％Ｍ２１を含有する合金
により実験が繰返えされた。与えられた変数に対する２
００℃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℃以上にて回復した歪の％ 時効されない場合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％Ｏｕ、１０．０重量％Ａｌ、’ＩＱ、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’Ｃ！のＭ８　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
中焼入後直に一６０°Ｃ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°Ｇおよび２
０’　０°Ｃ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。

残りの試料は先づ始めは−３０００から＋４０°Ｃまで
６℃／　ｍｉｎ、の速度で除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。

先づ変形を受けた後、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、回復は５分間および１時間時効
の試料にＫいて４０゛Ｃ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゛Ｃ以上の場合に起る。４０
’Ｃまで６°Ｃ／ｍ１ｎ、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°Ｃにて５分間時効の試料にては回復は４
０−Ｃ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°Ｃ以上にて起った。

５０　”０にて１時間時効された試料は６°Ｏ／ｍｉｎ
、にて４０°Ｃ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°Ｃ以上で起
る故に（結果１．６および５を比較されたい）時効がＡ
ｓ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
は時効により改善される。（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除熱速度に
影響する。５０″Ｃ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、う除熱速度であった。

（結果４を参照）。しかし、５０′Ｃにて１時間時効さ
れた試料の場合には、熱回復０Ｊ能な歪の大部分が予備
処理を芙施している間に回復されたので、６−Ｑ　／　
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必ることを実証している
２、例′１１ ６４．６重量％Ｃｕ、６４−４重量％Ｚｎ、　　１．０
重量％Ｓ１を含Ｍする黄銅の３８ｍ１ｘ　５．ｉ＋ｘｘ
　［１，７５ｍｒｎのセトリングが８００”Ｃにてｌ化
処理された後焼入れされた。この処理により、Ｍｓ点は
＋２°Ｃになりまたストリップは室温にて偽似弾性にな
った。

即ちＡｓ点およびＡｆ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時間その状態を維時した。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　”Ｏに加熱さ
れた時にストリップは再び直線に戻った。１ 例１２ ７０、重力ｔ　％　Ｃｕ、　　　２　６．ｉｔ　　％　
ｚｎ、４ｎｆ：ｉｔ　　％　Ａノを含有する合金の長さ
１４Ｃ７ｒＬにて直径０．９朋の線が６分間７００°Ｃ
にてβ化処理された後焼入れされた。この処理により線
は室温にて偽似弾性となり一６６ＣＯＭｓ点を得た。

この試料は外側のせん維組織の歪が４，６俸になるよう
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。次に緋はその強制保持状態に戻された。

残存歪は次αノ通り増加した： 日数　　　　　　　残存歪 ［１０ １ １ａ　　　　　　　　　１．４ １９６２・８ ２５２２・９ 最終σり測定後に、この曲げられた線は２００　’０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ｆｆ：実証している０ 例１６ 以下に記載する合金組成を有する０、７６朋厚さの板か
ら試料が切り出された。このストリップは８００　’Ｃ
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似弾性になった。

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２ＤＯ’ＣのＣ谷中に移され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。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。試料は次に急熱された
。熱回復ｏＪ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辰にボすニア４　　Ｃｕ　　１８　
　Ｚｎ−４０’０　０．５％　　３７５°０５００’Ｃ
７Ａ、ｉ　　１　　Ｍｎ ７６　　Ｃｕ　　１２　　Ｚｎ　−４４’Ｃ２，３％　
　５７５°Ｃ５２５°Ｑ８　　Ａ）　　　４　　　Ｍｎ ７７．５　Ｃｕ　　９．５　Ｚｎ　−４０”Ｃ２，７５
％　３５０−０５２５℃９Ａノ　４　　Ｍｎ ７７．７５Ｃｕ　８．２５Ｚｎ−２８℃　２．３　％　
　３００℃　５００’Ｃ９Ａ４　５　　Ｍｎ ７９、ＩＣｕ　　５．９Ｚｎ−４０℃　　３％　　６５
０”０　５２５’０１ＱＡｚ５Ｍｎ ７９　　Ｃｕ　　４　　Ｚｎ−４０’０　２．２％　　
３５０’Ｃ５２５−Ｃ９Ａ７．　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＃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未必らしめるためにいくつかの変数
を実施することが亘要であるので同時に数棟の変数を試
嵌するための実験計画が実態された。それぞれ２つのレ
ベルにおいて５変数の試験が何われた。かくして実験計
画は２”ＱＭ数となった。変数は次の通り： 実験計画は次の４４Ｍｉ類の合金を使用して実施された
： 厘童％　　　　　　　　　ＭＳ　点 Ｃｕ　　　　Ａｎ　　　　ｈｉｍ　　　’１ｊｑＱされ
た場合　水焼入＋５ｍ１ｎ、５０−０７９．２　１０，
０　１０．８　　　−１０”Ｃ−５２″Ｃ７８，９１０
，０１’１．１　　　−４１°Ｑ　　　　　−４５”Ｃ
７９，０４９，８６１１，１−３０’Ｃ−４７−’０７
９、Ｌ１２１［１］、１３　ｉｏ、ｓ　　　　−１４″
ｅ　　　　　−５２−０試料は前記組成の合金を大気中
浴解し）鋳造後０．７６ｍｍ厚さの板に圧延して準備さ
れた。ストリッジが板から切り出され、５７５°Ｃまた
は６５０’０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°Ｃにて５分間時効され
たか、または空中放冷された。全試料は−６０−Ｃに冷
却された後、心棒の周囲に試料を曲げて４．５６％また
は７．１％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。試料と七の強制保持装置とは５０゛Ｃま
たは１２５°Ｃ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−８０−ＣＫ市却され、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℃の府中に移され、再び残存歪が測定され
た。

この処理が２０”０１５０℃、１００℃、２００℃およ
び４００　’Ｃの浴中にて繰返し実画された。歪の測定
結果は変数が実施せられた範囲について主たる効果と相
互作用の大きさを決定するために解析された。

５０°Ｑ以上の温度域に２いて熱回復可能であった歪が
測足結釆としてとられた。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％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６．８１
≠であった１、 例１５ ６４４ｉ％Ｃｕ、６５重童％Ｚｎ、１重ｔ％Ｓｉを含有
する合金について試験を行った。この合金は一４０゛０
のＭｓ点を有する。

試料はｌ：ｌ　６０　”Ｏ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２
いて実施された５０’Ｃにて異った数棟の時間について
準安定β相において時効さした。引張負荷装置の中にそ
う人した後（約す分間周囲温度にて放置）、試料は一６
５′Ｃに冷却され８φ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、その温度にて異った数棟の
時間保持された後Ｍｆ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、試料は輿予備処理濠”の
状態となっており、６ＤＯ℃に設定した炉内にて急熱さ
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°０にて強制保持された時間でめる
〇 ′機械的予備処理′の結果が表■に示されている。５０
　’Ｏ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、ＡＳ点温度に２ける°機械的予備処理１の効果
を比較するために、−６５°Ｃにて変形を受けた後直接
急熱されている。

表■は第２Ａｓ点の温度は４０″Ｃにての保持時間の増
加と共に高くなりまた多くの場合に４０’０を越えると
いう傾向を明らかに示している。他方において、全熱回
復可吐歪（即ち第Ｉ　Ａｓ点とＡｆ点の間）は４０℃に
ての保持時間が増加すると共に減少し、またこの回りの
損失は王として第２ＡＳ点とＡｆ点との中間における熱
回復可能歪の部分に２いて発生したつ ｌｊ”）　Ｃ１ｙ　Ｖ’＞　Ｃつ’）　ｙ　Ｌ＋’）　
０　ｙ　ＬＯ＜　　０　ｙ　（ｎ　ＣＰｆ−六　−（イ
）　　　　　　　　−々−−準安定β相において５０　
”Ｏにて時効時間を増肌すすると全熱回榎歪は犬さく向
上したが第２　Ａｓ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
械げり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°Ｃ±２）にて温められ６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Ａｆ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′Ｃにて１週間時効され４０
’Ｏにて１６時間強１ｄ１」保持された（表Ｈの最後の
結果）。５！ｉ制保持が解除された後ｉｖ’ｉｆ点から
直に加熱された場合の熱回復の効率は７４％でちった。

この庫は２０′Ｃの温度にて２日間貯蔵された後は５７
．４　％に、１週間では４７．８≠にまた６週間では４
６．４％に低下した。第２　Ａｓ点の温度は約６５−Ｃ
にて一ボン保った。

列１６ ６６．５７１１１％　Ｃｕ、　　３　！５．５Ｊｉｊｔ
％　Ｚｎ、　　１−ＯｆｆｉＪｔ％Ａノを旨令する合骸
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′の芙験栄件は変形時の温度を一５０°Ｃとした以
外は全＜９１１５に記載したものと同等であった。この
合金は約２５　”ＯＯ）　Ｍｓ点を有する。試料は再び
準安定β相に８いて５０°０にて時効されたｄ４０１Ｅ
にて強制保持の状態にされた。

５０゛Ｃにて６時間時効され、そして−５０”Ｏにて変
形を受けた後直に急熱された試料については、第１　Ａ
ｓ点は一１３゛Ｃであったが第’ｌ　Ａｓ点は見出せな
かった。また熱回榎可能歪は７．２０％（効率９４％）
であった。５０゛Ｃにて６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。目ＩＪ記のＣ
ｕ　−ＺＨ−Ｓｉ合金の例と比較すると、第２　Ａｓ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車量％Ｃｕ１５２．２５　Ｍｉ％Ｚｎ　、　
２．００厘瀘％Ａ７を含有し約−２５°σＬ）Ｍｓ点を
Ｍ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
′Ｃにて時効された後変形を受け、仄に４０　’０にて
機械的予備処理における強制保持の丁に置かれた。表■
は５０′Ｇにて６時間時効された場合のこの合雀に対す
る結果を示す。

この合金の予備処理２受けない試料、即ち５Ｏ＝Ｃにて
６時間時効され、そして−５０’Ｃ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りであった。

第１Ａｓ点−−６５℃、第２ＡＩ９点なし、熱回復可能
歪　＝　７．１０％（効率９８％） 表■ｖに示すように、この合金においては第２ＡＳ点の
温度は前記の１％Ａノ含有合金と同様に上昇しなかった
。しかし熱回儂用能歪は非成に上昇した。

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Ａｓ点の温度を得るために処理を
することが容易にはでさないことが指摘された。何故な
らばチ備処理温度に伝熱する間に熱回復を阻止すること
が実際上不０Ｊ能であるからである。

同等の合金がβ相に号いて１００″Ｃにて時効された後
４０′Ｇに保持された。また別に５０℃にて時効された
後８０℃にて強制保持のもとに置かれた。それぞれの温
度で６時間時効されまた負荷を受けたマルテンサイト状
態で異った時間保持された試料に対しこれらの処理な受
けた結果を−ｐＶに示す。

＆Ｖに示すように、高温にて時効を施したものの４合効
果は上昇されたＡｓ点温度馨引丁げ、また熱回復町罷歪
を増力口することである。

予備処理温産を４”Ｏ−０から８０″Ｃに増加ａせたこ
とは上昇されたＡｓ点の温度にて時効するより遥かに大
きな効果をもたらす。表Ｖに示すように、８０゛Ｃ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Ａｓ点が４６℃（即ち保持温度より低
い）から上昇する。熱回復はＭ　２　Ａｓ点の温度が上
昇するに相応して減少する０ 列１８ ６２．２重ｔ　ｑｂ　Ｃｕ、　３７．５　ｆｉｔ％Ｚｎ
、　０，５重量％へ！を含有し一６６℃の流点を有する
合金および６７．５重”４　％　Ｃｕ　−、２９，５車
量％Ｚｎｔ　３．。

ム′Ｔｊｋ襲Ａ！乞含有し一３０’ＣのＭｓ点乞分する
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Ｃｕ　−Ｚｎ　−ＡＡ　合金に実施し
たものと同等の方法により処理された。β相に２いて５
０　”０にて３時間時効され、４重℃にて異つた時間強
制保持のもとに置かれた後の機械的予備処理の結果がＨ
Ｖ’ｌに示されている。同一の実験条件のもとにおいて
、第２　Ａｓ点の温度とＡｆ点の温度の間における熱回
復可能歪は０．５％Ａノの合金よりも６％ＡＬの合金の
刀がより犬である。

例１９ ６４．５厘重％Ｃｕ、３４．５産量％ｚｎ、　　ｉ、ｏ
重量≠Ｓｉケ含臂する数個の試料が８６０　’Ｏにて５
分間加熱されたｍ　２０　”Ｏの水中に焼入れされた。

次に５０　’Ｏにて１週間までの数種の時間にて時効さ
れた。これら試料はＭｆ点以下に冷却された後１０乃至
２０　’Ｏ／　ｍｉｎ、　　の／ＩＩ］熱速度で再び刀
口熱された。

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′ｆｆ：
加熱する間に起った。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２受け、時効された後−
５０−Ｃにて８チの引張変形２与えられ次に再加熱され
た。熱回復の麓はマルテンサイトが変態した量にほぼ比
例した。この変態性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、少くとも４５分＋
Ｎ１時効することによって本発明の方法を実施すれば水
久的熱回俊町酢時性をこり合金に与えることができる。

一５０″Ｃに冷却する前に２　ＣＩ　’Ｃにて５分間時
効を流した場合は熱回俵可能歪＆’ｊ、２．５０チでめ
った。

−５００に冷却する前に５００にて４５分間時効を施し
た場合は熱回俵可能歪は６．２０　ｆｊであった。

以上に示した時効時間を延長することにより熱回榎可能
歪が増加する量は次第に緩帥になり６時間の時効後は６
．５０％に、また１週＋ＷＪの時効後は７．０％になっ
た。

列２０ ６６．５０　ｉｔ％Ｃｕ、　３１．７５重書％Ｚｎ　＞
、　１．７５重重％Ｓｉを含有する数個の試料が８６０
　’Ｃにて５分間加熱された後２０′Ｃの水中に焼入さ
れた。

これらの試料は次に５０′Ｃにて１週間までの数種の時
間にて時効を施された後−５０′Ｃにて８ｆ３の変形を
受けた。２０−Ｃにて４分間時効された恢（最小の時効
を受けた試料）、そθ）熱回復ｏＪ能歪は０．１％でめ
った。５０°Ｃにて４５分分団−場合は同様に０．１％
であり、９００分間時効れた揚付は０．５５％に増加し
たのみであった。この熱回榎歪は６時間の時効ではＬｌ
、７０　％であり、１日間では１ｂＯ％また２日間では
６．９％でめった。シリコンの含４４皿を増加すれば熱
回復を向上させるためには時効時間の増〃ＩＪを必要と
することが理解さγしる。

以上の記載に２いては形状記憶と率なる回復について強
調してきた。他の変更ＬＱ　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ヲ与えるために
、＠、熱し、これに続いて上昇された回復域を４るため
に徐熱し、仄に！戊温組織域まで冷却した後再び変形２
与えるような技術ヲ包含する。この方法は急熱する際に
２段階にて回・浚する製品乞提供する。即ち前者は急熱
される時における回復のｆ／Ｉ期に相当する温度域にて
の回復でめり、後者は上昇された回復域にて開始するｌ
−である。この技術は急熱の置に徐熱な続いて施すこと
により回復域を多様性のあるものにすることができる。

同様に、抵抗率は刀ｎ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だめの技
術として使用することができる。これは約１０チの歪に
対して制い疲労砥抗注を有し、よいｖｊ２．訳特性、通
常でない色彩あるいは低温組・峨に伴う他の特徴を有す
る会合ゲ提供する。

【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図は本発明にょうて得られる、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列なグ
ラヅ的に示した図、 第６ａ図及び第６ｂ図は銅、亜鉛、珪素を有する種々の
合金の徐熱り効果２示す図、 第４図は熱回復性合金の回復Ｉ（おける〃Ｄ熱運度の効
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亜鉛を■
する櫨々の合金に対する徐熱り効果を示を歪対温度曲線
図で示す。 Ｃ□　−ｉｔ　に ビ・・、６σ、゛ｊ 第１頁の続き 優先権主張　０１９７５年２月１８日■米国（ＵＳ）■
５５０５５６ ＠１９７５年２月１８日［相］米国（ＵＳ）■５５０８
４７ ＠ｌ！　　間者　　ロジャー・フランシス・アイニス アメリカ合衆国カリフォルニア 州フォスター・シティ−・イー スト・ヒルスデイル・ブールバ ード１２００ 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和５８　　年特許願第　２１２２８９　　　号２、発
明の名称 ３、補正をする者 ＴＩＴ　＋’ｌとの関係　！１′！Ｉｌｉ’ｌ出願人住
　　所 ４、代理人 ５、補正命令のロイ」 昭和５９年　３月２７日 ６、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１拡大すれたマルテンサイト／オーステナイトヒス
   テレシスループを有する銅基β相形状記憶合金から作ら
   れた熱回復可能物品。 （２）拡大されたマルテンサイト／オーステナイトヒス
   テレシスループを有する銅基β相形状記憶合金０ （３）与えられた温度において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を失なうという通常の傾
   向と比較してこの可逆性の損失が減少した傾向を有する
   β相形状記憶合金。 （４）特許請求の範囲第１項から第６項までのうちのい
   ずれか１項による発明であって、合金は鋼−亜鉛合金で
   ある該発明。 （５）特許請求の範囲第４駒に示された発明であって、
   合金はアルミニウム、マンガンシリコンあるいは錫を更
   に含有する該発明。 （６）特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか
   １項による発明であって、合金は銅−アルミニウム合金
   である該発明。 （７）特許請求の範囲第６項の発明であって、合金はマ
   ンガン、シリコン、錫あるいは亜鉛を更に有する該発明
   。 （８）特許請求の範囲第１項から第６頂までのいずれか
   １項による発明であって、合金は、重量％で６０〜８５
   ％銅、４０％以下の亜鉛、０〜５％シリコン、０〜１４
   ％アルミニウム、及び０〜１５％マンガンを含有する該
   発明。 （９）特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか
   １項による発明において、合金は不可避不純物は別にし
   て、重量％で、６９．７％銅、２６．３％亜鉛、４％ア
   ルミニウムを含有する該発明。 ００）特許請求の範囲第１項から第６項までのいす共か
   １項による発明において、合金は不可避不純物は別にし
   て重量％で、６６．２％銅、６７．６％亜鉛、及び０．
   ５％アルミニウムを含有する該合金。 （１１）　　特許請求の範囲第１歩から第３項までのい
   ずれか１項による発明において、合金は不可避不純物は
   別にして重量％で８０．５％鋼、１０．５％亜鉛、及び
   ９％アルミニウムを含有する該発明。 α２、特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか
   １項による発明において、合金は不可避不純物は別にし
   て重量％で８０．５％鋼、１０．５％アルミニウム及び
   ９％マンガンを含有する該発明。 ０３）特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか
   １項による発明において、合金は不可避不純物は別にし
   て］ｆ量％で８０．８％鋼、１０．５％アルミニウム、
   及び８．７％マンガンを含有する該発明。 ０弔　特許請求の範囲第１順から第３順までのいずれか
   １項による発明において、合金は不可避不純物は別にし
   てＮ量％で８０．４９％銅、１０．５％アルミニウム、
   及び９．１％マンガンを含有する該発明。 ０５）特許請求゛の範囲第１項から第６項までのいずれ
   か１項による発明において、合金は不可避不純物は別に
   して１号％で７９．２％ａｕ、　　１０．０％アルミニ
   ウム、及び１０．８％マンガンを含有する上記発明。 α６）特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか
   １項による発明において、合金は図面の第６図あるいは
   第６図で効果値が数字２ｏで示される等高線で囲まれて
   いる部分の組成を有する該発明。