大型形状記憶型製品への道(Cu-12%Al合金の加工性)

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650105
• Research Institution: KOCHI NATION COLLEGE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 藤原 正二 高知工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (90026328)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三輪 伸太郎 高知工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (60044202)
• Keywords: 形状記憶 / 銅合金 / 加工性 / 熱間圧延 / マルテンサイト

Research Abstract

今年度もCu-12%Al合金を高周波真空溶解炉で溶製し、熱処理を施した。連続加熱(10℃/min)および冷却中の電気抵抗変化(購入したレコーダを使用)を測定し、明確な相変態挙動を知ることができた。このデータに基づき、900℃からの熱間圧延(購入した熱間ロールを使用)により強加工することにより室温加工性(購入したロードセル、アンプおよび指示計を使用)が著しく改善された薄板材を用いて、形状記憶効果(購入した発熱体を使用)を観察した。その結果、大きな形状記憶効果が認められた。また、形状記憶効果の繰返し実験においも、十数回の繰り返しにも耐えることが判明した。ただ回復量は次第に減少することが判った。
なお、ボロンを添加して結晶粒径を細かくした試料について、防振性を測定した結果、母合金とほぼ同様の内部摩擦が測定された。これにより、この試料も形状記憶効果が十分に期待できるものと判断された。また、これらの試料の破壊のメカニズムを解明するために、走査型電子顕微鏡による破面観察を行った。その結果、結晶粒径を細かくした試料においても、やはり粒界破壊をしていることが判明した。この原因は結晶粒内が規則化しているために塑性変形がし難いことのほかに、結晶粒界そのものに脆化の原因があるものと考えられた。
本研究の最終目的である、大型形状記憶型製品への可能性を検討するために、バルク材を切削加工することにより、リングを作製した。そのリングの一部をカットして隙間を作り、溶体化処理後、室温で変形させ、再び昇温(400℃以上)させるて、バルク材における形状記憶効果を確認した。このことにより、Cu-12%Al合金を用いることにより、回復量や昇温温度や加工性などの点から使用条件は限定されるが、大型形状記憶型製品は可能であることが判った。