[发明专利]Fe基形状记忆合金材料及其制造方法

说明书

【课题】提供一种Fe基形状记忆合金材料，其加工性优异，超弹性和形状记忆效果优异，同时温度依赖性显著低，并且其抗氧化性也优异。【解决手段】一种Fe基形状记忆合金材料、其制造方法、以及由该合金材料构成的线材和板材，该合金材料的特征在于，含有25原子％～42原子％的Mn、9原子％～13原子％的Al、5原子％～12原子％的Ni、和5.1原子％～15原子％的Cr，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。

技术领域

本发明涉及Fe基形状记忆合金材料及其制造方法，尤其涉及在实用温度区域中形状记忆效果和超弹性特性优异的Fe基形状记忆合金材料及其制造方法。

背景技术

对于形状记忆合金来说，为了在各种工业、医疗等领域中利用其特异的功能，正在进行实用化。显示出形状记忆现象或超弹性现象(也称为伪弹性现象)的形状记忆合金已知有Ni-Ti系合金、Ni-Al系合金、Cu-Zn-Al系合金、Cu-Al-Ni系合金等非铁系合金、以及Fe-Ni-Co-Ti系合金、Fe-Mn-Si系合金、Fe-Ni-C系合金、Fe-Ni-Cr系合金等铁系合金。

Ti-Ni系合金的形状记忆效果和超弹性特性优异，在医疗用导丝、眼镜等中被实用化。但是，Ti-Ni系合金的加工性欠缺，价格高，因而用途受到限定。

铁系合金具有原料成本低、显示出磁性等优点，因此若能发挥出更实用的形状记忆效果和超弹性特性则可期待应用于各种各样的领域中。但是，铁系形状记忆合金仍存在尚未解决的各种问题。例如，Fe-Ni-Co-Ti系合金虽然显示出由应力诱发相变带来的形状记忆特性，但Ms点(马氏体相变起始温度)低至200K以下。Fe-Ni-C系合金在逆相变中会生成碳化物，因此形状记忆特性降低。Fe-Mn-Si系合金虽然显示出比较良好的形状记忆特性，但冷加工性差，耐腐蚀性不足，而且未显示出超弹性特性。

专利文献1公开了一种Fe-Ni-Si系形状记忆合金，其由15重量％～35重量％的Ni、1.5重量％～10重量％的Si、以及剩余部分的Fe和不可避免的杂质构成。另外，专利文献2公开了一种Fe-Ni-Al系形状记忆合金，其由15质量％～40质量％的Ni、1.5质量％～10质量％的Al、以及剩余部分的Fe和不可避免的杂质构成。这些合金具有在FCC结构的γ相中L1₂结构的γ‘相析出的组织。

专利文献3公开了一种铁基形状记忆合金，其由15重量％～40重量％的Mn、1重量％～20重量％的Co和/或1重量％～20重量％的Cr、15重量％以下的选自Si、Al、Ge、Ga、Nb、V、Ti、Cu、Ni和Mn中的至少一种、以及剩余部分的铁构成，并记载了：Co、Cr或Si不会显著降低磁性转变点(奈耳点)，但γ→ε马氏体相变点几乎不发生变化。

专利文献4中记载了一种Fe基形状记忆合金，其含有25原子％～42原子％的Mn、12原子％～18原子％的Al、和5原子％～12原子％的Ni，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。另外，该合金中也可以含有0.1原子％～5原子％的Cr。并记载了该合金发挥出高的形状记忆特性和超弹性特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-17395号公报

专利文献2：日本特开2003-268501号公报

专利文献3：日本特开昭62-170457号公报

专利文献4：日本专利第5005834号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，对于专利文献1和专利文献2中记载的合金来说，形状记忆效果和超弹性特性在实用中不足，希望进行改善。另外，专利文献3中记载的合金几乎未表现出超弹性特性，形状记忆效果在实用中也不足，希望进一步改善。此外，专利文献4中记载的合金对于温度依赖性及其抗氧化性也希望进一步改善。