JPS622027B2 - - Google Patents
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- JPS622027B2 JPS622027B2 JP59002633A JP263384A JPS622027B2 JP S622027 B2 JPS622027 B2 JP S622027B2 JP 59002633 A JP59002633 A JP 59002633A JP 263384 A JP263384 A JP 263384A JP S622027 B2 JPS622027 B2 JP S622027B2
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Landscapes
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はTiNi相およびTiNi3相の二相を有する
Ni過剰組成のTi―Ni系合金に500〜1100℃の温度
範囲での溶体化処理および200〜700℃の温度範囲
での時効処理を施した後、200℃以上の温度にお
いて再結晶を起こさせないで温間加工すること、
および温間加工した後更に再結晶を起こさせない
で加熱処理することにより、転位の動きによるす
べり変形を起こし難くし、超弾性特性を著しく向
上させるTi―Ni系超弾性合金の製造方法に関す
るものである。
Ni過剰組成のTi―Ni系合金に500〜1100℃の温度
範囲での溶体化処理および200〜700℃の温度範囲
での時効処理を施した後、200℃以上の温度にお
いて再結晶を起こさせないで温間加工すること、
および温間加工した後更に再結晶を起こさせない
で加熱処理することにより、転位の動きによるす
べり変形を起こし難くし、超弾性特性を著しく向
上させるTi―Ni系超弾性合金の製造方法に関す
るものである。
熱弾性型のマルテンサイト変態を示すTi―Ni
およびTi―Ni―Ｘ（以下Ti―Ni系合金と呼ぶ）
は良好な超弾性合金および形状記憶効果を示すこ
とが知られており、こうした特性を種々の応用品
へ利用する検討がなされている。
およびTi―Ni―Ｘ（以下Ti―Ni系合金と呼ぶ）
は良好な超弾性合金および形状記憶効果を示すこ
とが知られており、こうした特性を種々の応用品
へ利用する検討がなされている。
超弾性は外部応力により応力誘起マルテンサイ
ト変態を生じ、これに伴なつて十数パーセントに
も及ぶ見掛け上の塑性変形を生じ、応力が除かれ
ると逆変態により元の形状に復帰するものであ
る。こうした超弾性は一般に応力ヒステリシスの
大きさおよびすべり変形を生じない限界応力など
によつて評価され、応力ヒステリシスが小さくま
たすべり変形を生じない限界応力が高い程望まし
いとされている。このため転位の動きなどによる
すべり変形を起こし難くしてやることが必要であ
る。しかし、従来の超弾性合金は使用温度に応じ
て50.0〜51.0at%Niの組成の合金が選択され、こ
の合金に1000℃程度の高温での加熱処理を行なつ
て使用していた。このため再結晶を起こし転位が
動き易くなり、すべり変形を生じない限界応力が
低い欠点があつた。
ト変態を生じ、これに伴なつて十数パーセントに
も及ぶ見掛け上の塑性変形を生じ、応力が除かれ
ると逆変態により元の形状に復帰するものであ
る。こうした超弾性は一般に応力ヒステリシスの
大きさおよびすべり変形を生じない限界応力など
によつて評価され、応力ヒステリシスが小さくま
たすべり変形を生じない限界応力が高い程望まし
いとされている。このため転位の動きなどによる
すべり変形を起こし難くしてやることが必要であ
る。しかし、従来の超弾性合金は使用温度に応じ
て50.0〜51.0at%Niの組成の合金が選択され、こ
の合金に1000℃程度の高温での加熱処理を行なつ
て使用していた。このため再結晶を起こし転位が
動き易くなり、すべり変形を生じない限界応力が
低い欠点があつた。
最近、Ni過剰組成のTi―Ni合金では溶体化処
理および時効処理によつてTiNi3粒子の析出を生
じ、これによつてすべり変形が生じない限界応力
を高めることができ、超弾性合金特性が改善され
ることが報告された〔日本金属学会会報 22巻、
33（1983）参照〕。
理および時効処理によつてTiNi3粒子の析出を生
じ、これによつてすべり変形が生じない限界応力
を高めることができ、超弾性合金特性が改善され
ることが報告された〔日本金属学会会報 22巻、
33（1983）参照〕。
このような析出粒子によつてすべり変形を起き
難くする方法は非常に効果的であるが、負荷の初
期段階における析出粒子間での転位のすべり運動
が可能であり、優れた超弾性を得るためには更に
転位の動きを阻止する必要がある。
難くする方法は非常に効果的であるが、負荷の初
期段階における析出粒子間での転位のすべり運動
が可能であり、優れた超弾性を得るためには更に
転位の動きを阻止する必要がある。
一方最近、転位を動き難くしすべり変形を生じ
ない限界応力を高める目的で冷間加工後250℃以
上の温度で再結晶を起こさせないで加熱処理する
方法が発表された（特開昭58−161753号公報参
照）。
ない限界応力を高める目的で冷間加工後250℃以
上の温度で再結晶を起こさせないで加熱処理する
方法が発表された（特開昭58−161753号公報参
照）。
この方法は冷間で圧延、引き抜き等の加工を加
えてすべり変形の起き難い加工組織とすることを
目的としたものである。しかし、Ti―Ni系合金
は加工性とくに冷間加工性が極めて悪いためにそ
の加工度は高々20％程度に限定される。このため
合金内に転位の動きを十分阻止しすべり変形を起
こし難くする加工組織を均一に得ることが困難で
ある。
えてすべり変形の起き難い加工組織とすることを
目的としたものである。しかし、Ti―Ni系合金
は加工性とくに冷間加工性が極めて悪いためにそ
の加工度は高々20％程度に限定される。このため
合金内に転位の動きを十分阻止しすべり変形を起
こし難くする加工組織を均一に得ることが困難で
ある。
こうした観点から本発明者らは、析出粒子によ
る転位のピンニング効果と同時に、合金内に転位
の動きによるすべり変形の起き難い加工組織を均
一に得ることを目的としてその方法について検討
を行ない、その結果有益な効果をもたらす方法を
見いだしたものである。
る転位のピンニング効果と同時に、合金内に転位
の動きによるすべり変形の起き難い加工組織を均
一に得ることを目的としてその方法について検討
を行ない、その結果有益な効果をもたらす方法を
見いだしたものである。
すなわち本発明方法は、TiNi相およびTiNi3相
の二相を有するNi過剰組成のTi―Ni系合金に500
〜1100℃の温度範囲での溶体化処理および200〜
700℃の温度範囲での時効処理を施した後、200℃
以上の温度において再結晶を起こさせないで温間
加工すること、および温間加工した後更に再結晶
を起こさせないで加熱処理することを特徴とする
ものであり、このことによつて合金内に転位の動
きによるすべり変形が起こり難くなり、優れた超
弾性合金を得ることが可能となつたものである。
の二相を有するNi過剰組成のTi―Ni系合金に500
〜1100℃の温度範囲での溶体化処理および200〜
700℃の温度範囲での時効処理を施した後、200℃
以上の温度において再結晶を起こさせないで温間
加工すること、および温間加工した後更に再結晶
を起こさせないで加熱処理することを特徴とする
ものであり、このことによつて合金内に転位の動
きによるすべり変形が起こり難くなり、優れた超
弾性合金を得ることが可能となつたものである。
なお本発明における温間加工は、冷間加工では
得られない十分な加工組織を得るためのものであ
り、転位の動きを阻止しすべり変形を起き難くす
るために再結晶を起こさない温度で行なう必要が
ある。また、温間加工後の加熱処理も同様な理由
により再結晶を起こさない温度で行なう必要があ
る。
得られない十分な加工組織を得るためのものであ
り、転位の動きを阻止しすべり変形を起き難くす
るために再結晶を起こさない温度で行なう必要が
ある。また、温間加工後の加熱処理も同様な理由
により再結晶を起こさない温度で行なう必要があ
る。
次に本発明における処理条件の限定理由につい
て述べる。
て述べる。
溶体化処理温度については、500℃未満におい
てはTiNiマトリツクス中へTiNi3の十分な固溶が
得られず、次の時効処理時に転位の動きを阻止す
るに十分なTiNi3粒子の析出が得られない。ま
た、1100℃をこえると酸化によるTi元素の滅失
が問題となる。以上の観点から500〜1100℃の温
度範囲に限定した。
てはTiNiマトリツクス中へTiNi3の十分な固溶が
得られず、次の時効処理時に転位の動きを阻止す
るに十分なTiNi3粒子の析出が得られない。ま
た、1100℃をこえると酸化によるTi元素の滅失
が問題となる。以上の観点から500〜1100℃の温
度範囲に限定した。
時効処理温度については、200℃未満において
は十分なTiNi3粒子の析出が起こらず、また700℃
をこえると過時効となりTiNi3析出粒子―マトリ
ツクス界面の整合性が失われ、転位の動きを十分
阻止できなくなる。以上の観点から200〜700℃の
温度範囲に限定した。
は十分なTiNi3粒子の析出が起こらず、また700℃
をこえると過時効となりTiNi3析出粒子―マトリ
ツクス界面の整合性が失われ、転位の動きを十分
阻止できなくなる。以上の観点から200〜700℃の
温度範囲に限定した。
温間加工温度については、200℃未満において
は変形抵抗が大きいためにすべり変形を起こし難
くするのに十分な加工組織を得ることが困難であ
り、また再結晶が起きる温度においては、転位が
動き易いと考えられ良好な超弾性が得られなくな
る。
は変形抵抗が大きいためにすべり変形を起こし難
くするのに十分な加工組織を得ることが困難であ
り、また再結晶が起きる温度においては、転位が
動き易いと考えられ良好な超弾性が得られなくな
る。
なお、温間加工の加工度については数％程度で
もその効果が認められるが、冷間加工では得られ
ない十分な加工組織を得るためには30％以上の加
工が望ましい。また温間加工および温間加工後の
加熱処理において再結晶が起きない温度としては
500℃付近までが望ましいが、これ以上の温度で
も再結晶が起きない短時間処理の場合には良好な
超弾性が得られる。
もその効果が認められるが、冷間加工では得られ
ない十分な加工組織を得るためには30％以上の加
工が望ましい。また温間加工および温間加工後の
加熱処理において再結晶が起きない温度としては
500℃付近までが望ましいが、これ以上の温度で
も再結晶が起きない短時間処理の場合には良好な
超弾性が得られる。
以下本発明を実施例に基づき説明する。
実施例 １
TiNi相およびTiNi3相の二相を有するNi過剰組
成のTi―50.7at%Ni合金をアルゴン中にて高周波
誘導溶解した後1000℃にて２時間真空焼鈍を行な
つて均一化処理を施し、その後900℃にて鍛造を
行なつて12φの棒とした。この棒を更に熱間スエ
ージングにより４φまで加工した後850℃にて２
時間溶体化処理を行ない水冷した。次に500℃に
て２時間時効処理を施した後400℃にて温間伸線
を行ない１φの線とし、その一部を引張試験片と
した。その後更に残りの合金（１φの線）に200
℃、400℃および550℃で１時間の加熱処理を施し
引張試験片とした。
成のTi―50.7at%Ni合金をアルゴン中にて高周波
誘導溶解した後1000℃にて２時間真空焼鈍を行な
つて均一化処理を施し、その後900℃にて鍛造を
行なつて12φの棒とした。この棒を更に熱間スエ
ージングにより４φまで加工した後850℃にて２
時間溶体化処理を行ない水冷した。次に500℃に
て２時間時効処理を施した後400℃にて温間伸線
を行ない１φの線とし、その一部を引張試験片と
した。その後更に残りの合金（１φの線）に200
℃、400℃および550℃で１時間の加熱処理を施し
引張試験片とした。
第１図ａに温間伸線のままの状態における応力
―歪曲線を示す。なお、比較のために従来の方法
による合金として冷間加工後400℃にて１時間加
熱処理した合金、850℃にて２時間溶体化処理し
た後500℃にて２時間時効処理を施した合金およ
び1000℃にて１時間加熱処理した合金の応力―歪
曲線を第１図ｂ，ｃ，ｄに示す。
―歪曲線を示す。なお、比較のために従来の方法
による合金として冷間加工後400℃にて１時間加
熱処理した合金、850℃にて２時間溶体化処理し
た後500℃にて２時間時効処理を施した合金およ
び1000℃にて１時間加熱処理した合金の応力―歪
曲線を第１図ｂ，ｃ，ｄに示す。
図から明らかなように1000℃にて１時間加熱処
理した合金ではｄのようにすべり変形による永久
歪が認められ元の形状に戻らないのに対し、本発
明方法による合金においてはａのように永久歪が
全く認められず、優れた超弾性が得られている。
なお、冷間加工後400℃にて１時間加熱処理した
合金および850℃にて２時間溶体化処理した後500
℃にて２時間処理を施した合金ではｂ，ｃのよう
に比較的良好な超弾性が得られているが、本発明
合金に比べすべり変形を生じない限界応力が低
く、また応力ヒステリシスも大きくなつている。
このことから本発明方法による合金の超弾性が非
常に優れていることが明らかである。
理した合金ではｄのようにすべり変形による永久
歪が認められ元の形状に戻らないのに対し、本発
明方法による合金においてはａのように永久歪が
全く認められず、優れた超弾性が得られている。
なお、冷間加工後400℃にて１時間加熱処理した
合金および850℃にて２時間溶体化処理した後500
℃にて２時間処理を施した合金ではｂ，ｃのよう
に比較的良好な超弾性が得られているが、本発明
合金に比べすべり変形を生じない限界応力が低
く、また応力ヒステリシスも大きくなつている。
このことから本発明方法による合金の超弾性が非
常に優れていることが明らかである。
第２図ａ，ｂ，ｃに各々200℃、400℃および
550℃で１時間加熱処理を施した合金の応力―歪
曲線を示す。
550℃で１時間加熱処理を施した合金の応力―歪
曲線を示す。
図から明らかなように再結晶が起きていないと
考えられる200℃および400℃の加熱処理において
はａ，ｂのように優れた超弾性が得られている
が、550℃においては再結晶が起きていると考え
られ、ｃのように永久歪が認められ元の形状に戻
らなくなつている。
考えられる200℃および400℃の加熱処理において
はａ，ｂのように優れた超弾性が得られている
が、550℃においては再結晶が起きていると考え
られ、ｃのように永久歪が認められ元の形状に戻
らなくなつている。
実施例 ２
Ti―51.0at%Ni合金を実施例１と同様な方法に
より１φの線とした後、300℃にて１時間加熱処
理を行ない応力―歪曲線を求めた。その結果を第
３図ａに示す。なお、比較のために従来方法によ
る合金として、冷間加工後400℃にて１時間加熱
処理した合金、850℃にて２時間時効処理を施し
た合金および1000℃にて１時間加熱処理した合金
の応力―歪曲線を第３図ｂ，ｃ，ｄに示す。
より１φの線とした後、300℃にて１時間加熱処
理を行ない応力―歪曲線を求めた。その結果を第
３図ａに示す。なお、比較のために従来方法によ
る合金として、冷間加工後400℃にて１時間加熱
処理した合金、850℃にて２時間時効処理を施し
た合金および1000℃にて１時間加熱処理した合金
の応力―歪曲線を第３図ｂ，ｃ，ｄに示す。
図から明らかなように本発明方法よる合金は従
来方法による合金に比べ転位の動きによるすべり
変形が起こり難いと考えられ、すべり変形を生じ
ない限界応力が高くまた応力ヒステリシスも小さ
く、優れた超弾性が得られている。
来方法による合金に比べ転位の動きによるすべり
変形が起こり難いと考えられ、すべり変形を生じ
ない限界応力が高くまた応力ヒステリシスも小さ
く、優れた超弾性が得られている。
以上実施例で述べたように本発明方法は、析出
粒子による転位のピンニング効果と同時に、合金
内の転位の動きを阻止しすべり変形が起き難い加
工組織とすることにより、優れた超弾性合金を得
ることを可能にしたものであり、バネ材料等への
用途に対して極めて有益なものである。
粒子による転位のピンニング効果と同時に、合金
内の転位の動きを阻止しすべり変形が起き難い加
工組織とすることにより、優れた超弾性合金を得
ることを可能にしたものであり、バネ材料等への
用途に対して極めて有益なものである。
第１図ａは本発明方法による超弾性合金の応力
―歪曲線を示す図、第１図ｂ，ｃおよびｄは従来
方法による超弾性合金の応力―歪曲線を示す図、
第２図ａおよびｂは本発明方法による超弾性合金
の応力―歪曲線を示す図、第２図ｃは再結晶を起
こさせた場合の応力―歪曲線を示す図、第３図ａ
は本発明方法による超弾性合金の応力―歪曲線を
示す図、第３図ｂ，ｃおよびｄは従来方法による
超弾性合金の応力―歪曲線を示す図である。
―歪曲線を示す図、第１図ｂ，ｃおよびｄは従来
方法による超弾性合金の応力―歪曲線を示す図、
第２図ａおよびｂは本発明方法による超弾性合金
の応力―歪曲線を示す図、第２図ｃは再結晶を起
こさせた場合の応力―歪曲線を示す図、第３図ａ
は本発明方法による超弾性合金の応力―歪曲線を
示す図、第３図ｂ，ｃおよびｄは従来方法による
超弾性合金の応力―歪曲線を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ TiNi相およびTiNi3相の二相を有するNi過剰
組成のTi―Ni系合金において、500〜1100℃の温
度範囲において溶体化処理した後急冷処理を施
し、次に200〜700℃の温度範囲において時効処理
を行なつた後、200℃以上の温度において再結晶
を起こさせないで温間加工することを特徴とする
Ti―Ni系超弾性合金の製造方法。 ２ TiNi相およびTiNi3相の二相を有するNi過剰
組成のTi―Ni系合金において、500〜1100℃の温
度範囲において溶体化処理した後急冷処理を施
し、次に200〜700℃の温度範囲において時効処理
を行なつた後、200℃以上の温度において再結晶
を起こさせないで温間加工し、その後更に再結晶
を起こさせないで加熱処理することを特徴とする
Ti―Ni系超弾性合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP263384A JPS60155657A (ja) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | Ｔｉ−Νｉ系超弾性合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP263384A JPS60155657A (ja) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | Ｔｉ−Νｉ系超弾性合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60155657A JPS60155657A (ja) | 1985-08-15 |
| JPS622027B2 true JPS622027B2 (ja) | 1987-01-17 |
Family
ID=11534789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP263384A Granted JPS60155657A (ja) | 1984-01-12 | 1984-01-12 | Ｔｉ−Νｉ系超弾性合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60155657A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63150931U (ja) * | 1987-03-24 | 1988-10-04 | ||
| CN110964995A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-07 | 中国科学院金属研究所 | 一种提高IN718镍基高温合金中∑3n型晶界比例的方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113174512B (zh) * | 2021-03-29 | 2022-05-20 | 西安交通大学 | 一种非冷变形高弹热效应Ti-Ni块材及制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58151445A (ja) * | 1982-02-27 | 1983-09-08 | Tohoku Metal Ind Ltd | 可逆形状記憶効果を有するチタンニツケル合金およびその製造方法 |
| JPS5928548A (ja) * | 1982-08-06 | 1984-02-15 | Kazuhiro Otsuka | 超弾性、非可逆形状記憶性Ｎｉ−Ｔｉ基合金材とその製造方法 |
-
1984
- 1984-01-12 JP JP263384A patent/JPS60155657A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58151445A (ja) * | 1982-02-27 | 1983-09-08 | Tohoku Metal Ind Ltd | 可逆形状記憶効果を有するチタンニツケル合金およびその製造方法 |
| JPS5928548A (ja) * | 1982-08-06 | 1984-02-15 | Kazuhiro Otsuka | 超弾性、非可逆形状記憶性Ｎｉ−Ｔｉ基合金材とその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63150931U (ja) * | 1987-03-24 | 1988-10-04 | ||
| CN110964995A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-07 | 中国科学院金属研究所 | 一种提高IN718镍基高温合金中∑3n型晶界比例的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60155657A (ja) | 1985-08-15 |
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