| 研究概要 |
Ti-Ni合金の二方向形状記憶効果により得られる駆動力について定量的な研究を行った。Ti-51Ni(at%)合金を真空溶解により作成した後、熱間圧延により0.5mm厚の板にした。これらの板から引張り試験片を圧延方向に平行に切り出した。これらの試験片に1123Kで溶体化処理を施したあと、0,165,300および500MPaの引張り応力下で773K、6ksの時効処理を施した。これらの試験片について種々の引張り応力下で定荷重熱サイクル試験を行なって、二方向形状記憶における自発変形の出力を定量的に調べた。また二方向形状記憶を発現せしめるTi3NI4の配列状態を電子顕微鏡で観察するとともに変態挙動を走査熱量測定により調べた。得られた結果は以下の通りである。
時効した試料は冷却・過熱に伴いB2→R→B19′変態とその逆変態を示す。B2→RおよびR→B19′変態温度は時効中の応力の増加とともにわずかに上昇する。Ti3NI4の板状析出粒子は時効時に加えた引張り応力と晶癖面が垂直になるように配列し、二方向形状記憶に有効に働く。引張り応力を加えないで時効した試料の変態挙動と形状記憶効果は溶態化処理した試料のものとほとんど同じである。
応力下で時効した試料はB2→R変態に伴って収縮し、その収縮量は試験時の付加応力の増加とともに減少するが、付加した応力が100MPa以下であれば、その外力に抗して仕事をすることができる。R→B19′変態に伴い試料は付加した応力が50MPa以下であれば、その応力に抗して収縮する。B2→R変態の温度範囲で熱サイクルをするかぎり永久歪みは残らないが、B2→R→B19′の温度範囲で熱サイクルを繰り返すと永久歪みが残る。
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