高温用形状記憶合金の開発と探索

高温形状记忆合金的开发与探索

基本信息

批准号：
04239207
负责人：
大塚和弘
金额：
$ 1.86万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

新しい機能材料として注目されている形状記憶合金は、パイプ継手、各種アクチュエーターとして既に実用化されている。しかし最も代表的なTi-Ni合金の使用温度は高々70〜80℃迄であり、もっと高い温度で使える形状記憶合金に対する期待には大変大きなものがある。そのような可能性を持つ合金としてTi_<50>Pl_<50-x>Nix(x=0,5,10,20,30,40)合金を取り上げ、実際に高温引張試験を行うことによって、この合金の高温での形状記憶特性を明らかにすることを目的とする。上記組成の合金はプラズマ溶解で体製し、高温引張試験は、200℃以下はオイルドス中で行い、200℃以上は、真空中で行った。まずDSC法で変態温度を測定した結果、Pd温度を変えることにより、変態温度を50°〜510℃迄コントロールできることを確認した。まず約100℃にMs点を持つTi_<50>Pd_<20>Ni_<30>合金の結果について述べる。形状回復率は、全歪2%迄は100%であるが、2%を越えると少しづつ劣化する。しかし劣化度は比較する良好で、全歪20%でも70%の形状回復率が得られる。形状回復歪は、全歪と共に増加し、全歪20%では、12%に及ぶ回復歪が得られた。室温でのすべりの臨界応力を求めると約160MPaで、ほぼTi-Ni合金含みであった。以上によりTi_<50>Pd_<20>Ni_<30>合金の形状記憶特性は機ね良好であると結論できる。次に、約550℃にMs温度を持つTi_<50>Pd_<50>合金につき高温引張試験を行った所、変態的辺傍では殆ど形状回復が起らないという以外な結果が得られた。又その原因は、高温ですべりの臨界応力が著しく低くなってしまうためであることも明らかになった。このことから、高温用形状記憶合金は、変態温度が高いだけでは不十分で、高温でのすべりの臨界応力の高いことが必要である。このための対策としては、(1)すべての臨界応力を高める第三元素の緩和、(2)時効検出による母の強化、(3)加工熱処理による特性改善等を検討する必要等重要な指針を与えた。

形状的记忆合金吸引了作为新功能材料的注意力，已经被用作管道配件和各种执行器的实际用途。但是，最具代表性的Ti-Ni合金的温度最多为70-80°C，并且对可以在较高温度下使用的形状记忆合金有很高的期望。目的是占用Ti_ <50> pl_ <50-x> Nix（x = 0,5,10,20,30,30,40）合金作为具有如此潜力的合金，并实际执行高温度的拉伸测试，以阐明高温下这种合金的形状记忆特性。上述成分的合金是通过血浆溶解产生的，并在200°C或更低的温度下在油剂量中进行高温拉伸试验，并在200°C或更高的温度下进行真空。首先，使用DSC方法测量转换温度，并确认可以通过更改PD温度来控制转换温度从50°到510°C。首先，我们将解释Ti_ <50> PD_ <20> Ni_ <30>合金的结果，MS点约为100°C。总扭曲的形状回收率为100％，高达2％，但在超过2％时略有恶化。但是，劣化程度是可比的，即使总应变为20％，也可以获得70％的形状回收率。形状恢复应变随总应变而增加，总应变产生12％的恢复应变。确定在室温下滑动的临界应力约为160 MPa，几乎包含在Ti-Ni合金中。从上面可以得出结论，ti_ <50> pd_ <20> ni_ <30>合金的形状内存属性很好。接下来，当在Ti_ <50> PD_ <50>合金上进行高温拉伸测试，MS温度约为550°C，其结果几乎没有形状恢复在转化的侧面。还揭示了这是因为在高温下滑动的临界应力大大降低。因此，高温温度不足以获得高温形状的记忆合金，因此必须在高温下具有高临界应力。作为实现这一目标的措施，已经提供了重要的准则，例如（1）放松增加所有临界应力的第三个要素，（2）通过衰老检测来增强母亲，以及（3）通过处理热处理改善特性。