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高加工性・Ni-Al基形状記憶合金の開発

研究課題

研究課題/領域番号 02555144
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 金属材料
研究機関東北大学

研究代表者

西沢 泰二  東北大学, 工学部, 教授 (60005212)

研究分担者 守護 嘉朗  大同特殊鋼(株), 新素材研究所, 主任研究員
草加 勝司  大同特殊鋼(株), 新素材研究所, 副所長
貝沼 亮介  東北大学, 工学部, 助手 (20202004)
大谷 博司  東北大学, 工学部, 助手 (70176923)
石田 清仁  東北大学, 工学部, 助教授 (20151368)
研究期間 (年度) 1990 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
13,200千円 (直接経費: 13,200千円)
1992年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1991年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1990年度: 10,700千円 (直接経費: 10,700千円)
キーワード形状記憶 / Ni-Al基合金 / B2構造 / L1o構造 / 変態温度 / 高加工性 / 金属間化合物 / 熱弾性型マルテンサイト変態 / Ni基合金 / Llo構造 / 形状記憶合金 / マルテンサイト変態 / NiーAlーFe合金 / 状態図 / 熱弾性 / 規則相 / Ll_0構造
研究概要

高加工性で良好な形状記憶特性を有するNi-Al基合金を開発するために、Ni-Al-Fe、Ni-Al-Mn及びNi-Al-Fe-Mn系合金を中心に熱間加工性、組織特性、形状記憶効果、機械的性質を測定し次の結果を得た。
(1)B2(β)相とAl(γ)相の2相組織にすることによって、β相をマトリックスとする合金を熱間鍛造や熱間圧延する事が出来る。その熱間加工性はNi-Al-Fe系が最も良好であるが、Ni-Al-Mn系は熱間加工が可能な組成範囲は非常に狭い。しかし、Ni-Al-Mn系にFeを添加したNi-Al-Fe-Mn系は熱間加工性と機械的性質が大きく改善された。
(2)熱間加工性の良好なNi-Al-Fe系合金の機械的性質や形状記憶特性に影響を及ぼす組織学的因子について調べた。その結果、(i)fcc(γ)相の体積分率は、小さいほど形状記憶特性を向上するが、伸び特性は低下する。(ii)γ相の組織形態は、B2(β)相の結晶粒界をフィルム状に覆うとき、機械的性質も、形状記憶特性も良好である。(iii)β相の結晶粒径は小さいほど機械的性質、形状記憶特性共に良好である。これらの知見より、なるべくγ相の少ない合金に対し、加工再結晶による結晶粒微細化、高温域での炉冷など加工熱処理を工夫することにより、形状回復率、機械的性質共に良好な合金を得ることができた。
(3)高温形状記憶の可能性を明らかにするために、Ni-Al-Fe、Ni-Al-Mn及びNi-Al-Mn-Fe系合金を作製し、その変態温度を示差走査熱量計により測定した。Ms温度は、Ni-Al-Fe系では、150℃まで、また、Ni-Al-Fe-Mn系は150℃〜300℃の範囲でさらに、Ni-Al-Mn系では、約700℃まで変化するので、いずれの合金系も従来のニチノールやCu基系の作動温度100℃を越える高温形状記憶合金として有望であることがわかった。

報告書

(4件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] K,ISHIDA: "Ductility Enhanceinent in NIAL(B2)-Base Alloys by Microstructural Control" Metallurgical Transactions,A. 22A. 441-446 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R,KAINUMA: "Thermoelastic Martensite and Shape Memory Effect in B2 Base Ni-Al-Fe Alloy with Enhanced Ductility" Metallurgical Transction,A. 23A. 1147-1153 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R,KAINUMA: "High Temperature Shape Memory Alloyo of Ni-Al Base Systems" Materials Research Society Symposium Proceedings. 246. 403-408 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石田 清仁: "新しい機能を有するNiAl基合金の組織制御" 日本金属学会会報. 32. (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ishida: "Ductility Enhancement in NiAl(B2) Base Alloys by MIcrostructural Control" Metallurgical Transactions. A22A. 441-446 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kainuma: "Thermoelastic Martensite and Shape Memory Effect in B2 Base Ni-Al-Fe Alloy with Enhanced Ductility" Metallurgical Transactions. A23A. 1147-1153 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kainuma: "High Temperature Shape Memory Alloys of Ni-Al Base Systems" Mater.Res.Soc.Sympo.Proc.246. 403-408 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ishida: "Microstructural Control for Producing New Functional Alloys of NiAl Base Systems" Bull. Japan institute of Metals. 32. (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kainuma: "Thermoelastic Martensite and Shape Memory Effect in B2 Base Ni-Al-Fe Alloy with Enhanced Ductility" Metallurgical Transactions,A. 23A. 1147-1153 (1192)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kainuma: "High Temperature Shape Memory Alloys of Ni-Al Base Systems" Materials Researd Society Symposium Proceedings. 246. 403-408 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kainuma: "Thermoelastic Martensite and Shape Memory Effect in B2 Base Ni-Al-Fe Alloy with Enhanced Ductility" Metallurgicol Transactions A. 23. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kainuma: "High Temperature Shape Memory Alloys of Ni-Al Base Systems" Proceedings of Materials Research Society,tall meeting 1991. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ishida: "DuctilityーEnhancement of Nial (B2) Base Alloys by Microstructural Control" Metallurgical Transactions. 22A. 414-419 (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] R.Kainuma: "Thermoelastic Martensite and shape Memory Effect in Ductile B2 Compound of NiーAlーFe Alloys" Metallurgical Transactions.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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