Cu-Al-Mn系形状記憶合金の規則化とマルテンサイト変態

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650806
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 貝沼 亮介 東北大学, 工学部, 助教授 (20202004)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大沼 郁雄 東北大学, 工学部, 助手 (20250714) ; 大谷 博司 東北大学, 学術科学研究センター, 助教授 (70176923) ; 石田 清仁 東北大学, 工学部, 教授 (20151368)
• Keywords: 形状記憶合金 / Cu-Al-Mn系 / 規則-不規則変態 / マルテンサイト変態

Research Abstract

熱弾性型マルテンサイト変態に起因する形状記憶効果は、ここ20余年の間に盛んに研究され、そのメカニズムに関しても解明済みであるとされている。ところが、最近、申請者らは、Cu-Al-Mn合金は、不規則bcc相が、極めて結晶学的対称性の高いfcc相へとマルテンサイト変態にもかかわらず、ほぼ完全に近い形状記憶効果を示すことを見出した。これは、形状記憶効果の一般通則に反する。
そこで本研究は、Cu-Al-Mn系合金におけるbccβ相の規則-不規則変態とマルテンサイト変態についての実験を行い、結晶学的及び熱力学的解析により、規則-不規則変態とマルテンサイト変態の関連を明らかにする事を試みた。得られた結果は、以下の通りである。
(1) Cu-Al-Mn系のβ相領域全般にわたる組成を有する合金を溶製し示差走査熱量計(DSC)により規則-不規則変態及びマルテンサイト変態の変態温度と変態熱を測定し、等変態温度の等高線を作成した。その結果、母相が、規則相である場合には、従来の報告通りの変態挙動を示したが、不規則相である場合には傾向が変化し、その等変態温度線は、高温におけるβ/α相平衡に沿った分布をしていることが判明した。
(2) X線回折および電子回折により、母相とマルテンサイト相の結晶構造を決定した。その結果、アルミニウム組成がおよそ16at%で母相の規則状態が変化すること、また母相の規則度の変化によりマルテンサイト相の構造も変化することが分かった。

Research Products

• [Publications] R.Kainuma: "Thermoelastic Martensite and Shape Momory Effect in Ductile Cu-Al-Mn Alloys" Metall.Mater.Trans.27A. 2187-2195 (1996)
• [Publications] 貝沼亮介: "Cu-Al-Mn系ホイスラ-合金における相安定性と機械的性質" 日本伸銅技術研究会誌. 35. 211-215 (1996)