(57)【要約】【課題】  ＴｉＰｔにＮｉ、Ｉｒ以外の第三元素を添加することにより高温強度を向上させ、高温で大きな形状回復を示す高温形状記憶合金及びその製造方法を提供すること。【解決手段】  ４２〜６３原子％のＰｔ、及び残部がＴｉと不可避不純物からなるＴｉＰｔ系高温形状記憶合金であって、前記Ｔｉの一部がＨｆ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種以上で、全体組成に対して０．１〜１５原子％の範囲で置換されている、前記Ｐｔの一部がＲｕ、Ｃｏのうちの１種以上で、全体組成に対して０．１〜１０原子％の範囲で置換されている、又は、前記Ｐｔの一部がＰｄ、Ａｕのうちの１種以上で、全体組成に対して０．１〜４９．９原子％の範囲で置換されており、１０００℃以下で変形後形状回復を示すことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４２〜６３原子％のＰｔ、及び残部がＴｉと不可避不純物からなるＴｉＰｔ系高温形状記憶合金であって、前記Ｔｉの一部がＨｆ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種以上で、全体組成に対して０．１〜１５原子％の範囲で置換されており、１０００℃以下で変形後形状回復を示すことを特徴とするＴｉＰｔ系高温形状記憶合金。
【請求項２】
４２〜６３原子％のＰｔ、及び残部がＴｉと不可避不純物からなるＴｉＰｔ系高温形状記憶合金であって、前記Ｐｔの一部がＲｕ、Ｃｏのうちの１種以上で、全体組成に対して０．１〜１０原子％の範囲で置換されており、１０００℃以下で変形後形状回復を示すことを特徴とするＴｉＰｔ系高温形状記憶合金。
【請求項３】
４２〜６３原子％のＰｔ、及び残部がＴｉと不可避不純物からなるＴｉＰt系高温形状記憶合金であって、前記Ｐｔの一部がＰｄ、Ａｕのうちの１種以上で、全体組成に対して０．１〜４９．９原子％の範囲で置換されており、１０００℃以下で変形後形状回復を示すことを特徴とするＴｉＰｔ系高温形状記憶合金。
【請求項４】
前記ＴｉＰｔ系高温形状記憶合金において、変態温度以下での変形後、マルテンサイト変態温度以上に加熱することにより１０％以上の回復率を示すことを特徴とするＴｉＰｔ系高温形状記憶合金。
【請求項５】
前記ＴｉＰｔ系高温形状記憶合金において、ＴｉＰｔ系高温形状記憶合金の結晶構造が、マルテンサイト変態温度以下ではＢ１９型斜方晶であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のＴｉＰｔ系高温形状記憶合金。
【請求項６】
前記ＴｉＰｔ系高温形状記憶合金において、ＴｉＰｔ系高温形状記憶合金の結晶構造が、マルテンサイト変態温度以上ではＢ２型立方晶であり、冷却によりマルテンサイト変態によりＢ１９型斜方晶に変化することにより、そのミクロ組織がマルテンサイト双晶組織となるものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のＴｉＰｔ系高温形状記憶合金。
【請求項７】
ＴｉＰｔ系高温形状記憶合金の結晶構造に関して、該マルテンサイト双晶組織が体積率で９０％以上存在することを特徴とする請求項６に記載のＴｉＰｔ系高温形状記憶合金。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のＴｉＰｔ系高温形状記憶合金の製造方法であって、溶製した前記ＴｉＰｔ系高温形状記憶合金の原料を、真空容器中に不活性ガスとともに封入した状態で、６００℃以上の温度で、かつマルテンサイト変態温度以上であるＢ２型立方晶領域で、その合金の液相を生じる温度から１００℃を下回る温度域で、０．５時間以上保持する溶体化処理を施した後、０℃以下の冷媒に入れて焼き入れすることを特徴とするＴｉＰｔ系高温形状記憶合金の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１０００℃以下の温度で変形後形状回復を示すＴｉＰｔ系高温形状記憶合金及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＴｉＮｉに代表される形状記憶合金は、動力を必要とせず温度変化を感知して動作するアクチュエイター等として利用されている。この形状記憶効果は、形状記憶合金のマルテンサイト変態温度に関連して発現するものであるが、従来材のＴｉＮｉ系形状記憶合金のマルテンサイト変態温度が低いため、室温近傍から１００℃程度の温度範囲でしか使用できないのが現状である。
【０００３】
一方、自動車エンジンやジェットエンジン等、高温部で使用するアクチュエイター等の部品には、高温で動作する形状記憶合金が必要である。
【０００４】
これまで、ＴｉＮｉにＺｒ、ＨｆやＰｄ、Ｐｔ等を添加することにより、またＴｉＰｔを用いた形状記憶効果に関連するマルテンサイト変態温度を上昇させる試みが行われてきた。
【０００５】
特許文献１には、ＭＡＴｉ（１００−Ａ−Ｂ）ＸＢの組成を有し、ＸはＨｆ又はＨｆとＺｒであり、Ｍは本質的にＮｉ並びにＣｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｓｎ及びＣｏからなる群から選択される１種以上の元素であり、Ａは５０原子％より大きく５１原子％までであり、Ｂは４から４９原子％である高変態温度形状記憶合金が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、（Ｎｉ＋Ｐｔ＋Ｙ）ｘＴｉ（１００−ｙ）の組成を有し、ｘが４９〜５５原子％の範囲であり、その中でＰｔが１０〜３０原子％の範囲であり、ＹはＡｕ、Ｐｄ、Ｃｕの１種以上の元素であって、０〜１０原子％の範囲であり、さらに（Ｎｉ、Ｐｔ）３Ｔｉ２型の微細な析出物が生成する高温形状記憶合金が開示されている。
【０００７】
特許文献３には、Ｔｉが５０〜５２原子％であり、Ｐｔが１０〜２５原子％であり、５原子％以下のＡｕ、Ｐｄ、Ｃｕを１種以上含み、２原子％以下のＣを含み、残部がＮｉであり、Ｔｉ４（Ｎｉ、Ｐｔ）３型の析出物が生成する高温形状記憶合金が開示されている。
【０００８】
特許文献４には、Ｐｔ-４２〜６３原子％Ｔｉ合金にＩｒが添加され、Ｐｔの一部がＩｒで置換される高温形状記憶合金が開示されている。
【０００９】
特許文献５には、Ｐｔ-４２〜６３原子％Ｔｉ合金にＩｒが添加され、Ｐｔの一部が５０原子％未満のＩｒで置換される形状記憶特性と擬弾性を持ち合わせる合金が開示されている。
【００１０】
非特許文献１には、Ｔｉ５０Ｎｉ３０Ｐｔ２０の熱サイクル試験の結果から３３６ＭＰａの応力下までは完全な回復を示すことが示されている。
【００１１】
非特許文献２には、ＴｉＮｉＰｔの高温形状回復について述べている。
【００１２】
非特許文献３には、ＴｉＰｔＩｒの高温形状回復について述べている。
【００１３】
これらのこれまで開発されてきた高温形状記憶合金は、マルテンサイト変態温度が３００℃以下のものが多く、なかにはそれ以上のマルテンサイト変態温度を示す合金も示されているが、これらについては回復率が明確に示されておらず、実際に回復を起こすかどうかは明らかではなかった。
【００１４】
特許文献１に記載の提案は、ＭＡＴｉ（１００−Ａ−Ｂ）ＸＢの組成を有し、ＸはＨｆ又はＨｆとＺｒであり、Ｍは本質的にＮｉ並びにＣｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｓｎ及びＣｏからなる群から選択される１種以上の元素であると記載されているが、Ｍは本質的にＮｉであり、実施例もＮｉ-Ｔｉ-Ｈｆについてしか記述されておらず、実際にＣｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｖ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｓｎ及びＣｏをＮｉのかわりに使用して、同様の形状記憶効果が得られるのかは明らかではない。また、Ｎｉは単独でも１種以上の前記他の金属とあわせても、４２〜５０原子％であるのが好ましいとの記載しかない。
【００１５】
また、マルテンサイト変態温度が３００℃以上を示す合金もＮｉ−（２１〜３１）Ｔｉ-（２０〜３０）Ｈｆ合金等５種類ほど示されているが、これらも含めて示されている合金が、実際に形状回復を起こすかどうかの記述は一切なく、これらの合金が高温形状記憶合金として機能するかどうかについての開示もない。
【００１６】
後述するように、高温で変形すると、永久歪みが残り形状回復が難しくなることから、高温形状記憶合金として機能するかどうかについては、回復率を見るまでわからず、マルテンサイト変態温度だけでは判断できない。
【００１７】
特許文献２に記載の提案は、１００％の回復率を示すが、マルテンサイト変態温度が３００℃以下であった。
【００１８】
特許文献３に記載の提案は、マルテンサイト変態温度が１００〜４００℃の間であるとあるが、マルテンサイト変態温度が４００℃以上を超えると永久歪みが残る塑性変形のため、形状回復率が小さくなり、ほとんど回復を示さなくなった。また、実施例としてあげられている１００％の回復率を示す合金のマルテンサイト変態温度は３００℃以下であった。
【００１９】
特許文献４に記載の提案は、変態温度は１０００℃以上と高いものの、具体的に回復率が示されておらず、形状記憶合金として機能するかどうか判断できない。
【００２０】
特許文献５に記載の提案は、変態温度が１０００℃以上と高く、９００℃で変形後、２％の回復歪みを示したが、負荷した歪みが２０％以上と大きく、回復率は１０％程度であった。
【００２１】
非特許文献１には、Ｔｉ５０Ｎｉ３０Ｐｔ２０の熱サイクル試験の結果から３３６ＭＰａの応力下までは完全な回復を示すことが示されているが、変態温度は３００℃であった。
【００２２】
非特許文献２には、ＴｉＮｉＰｔの高温形状回復について述べられているが、Ｐｔが３０原子％を超えると、永久歪みが入り、形状記憶合金として使えないと述べている。ここではＴｉＮｉＰｔはＰｔ量３０原子％まで、３００℃以下でのみ使用可能であると結論されている。
【００２３】
非特許文献３では、ＴｉＰｔＩｒの形状回復率が、８５０℃の変形後、Ｉｒ添加量が１２．５から２５原子％の間で最大６０％であった。
【００２４】
形状記憶合金は、マルテンサイト相を有する材料が変形後、マルテンサイト変態温度以上に加熱されることによって、マルテンサイト相から母相であるオーステナイト相へと変態して形状が回復する。そのため、高温で形状回復を起こすためには、マルテンサイト変態温度を高くする必要がある。
【００２５】
しかしながら、高いマルテンサイト変態温度近傍で変形、形状回復を繰り返すと、高温でマルテンサイト相が変形されるため、しばしば永久に歪みが入る塑性変形を起こす。塑性変形を起こすと、永久歪みの分、形状が回復しないため回復率が落ちる。
【００２６】
以上のことから、高温形状記憶合金を開発するためには、マルテンサイト変態温度を上昇させ、かつ、変態温度近傍での材料の強度を向上させる必要がある。
【００２７】
従来の高温形状記憶合金は、マルテンサイト変態温度が室温近傍であるＴｉＮｉに別の元素を添加し、ＴｉＮｉで起こるマルテンサイト変態を利用しているため、２００℃以上の変態温度を示す合金は少なかった。また、変態温度が２００℃以上であっても、塑性変形がおこりやすくなるため、これまで３００℃以上で機能する材料は見いだされなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開平５−４３９６９号公報
【特許文献２】米国特許公報ＵＳ２００７/０２０４９３８号
【特許文献３】米国特許第７５０１０３２号
【特許文献４】特開２００４−１６２１７８号公報
【特許文献５】特開２００８−１５０７０５号公報
【非特許文献】
【００２９】
【非特許文献１】R. D, Noebe, D. Gaydosh, S. Padula, A. Garg, T. Biles and M. Nathal: Proc. SPIE, 2005, 5761, 364-375.
【非特許文献２】J. Ma, I. Karaman, and R. D. Noebe: Inter. Mater. Reviews, 2010, 55, 5, 257-315.
【非特許文献３】Y. Yamabe-Mitarai, T. Hara, S. Miura, H. Hosoda: Metall. Trans. A, 43A (2012) 2901-2911.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
本発明は、従来の高温形状記憶合金における上記の問題を解決するためになされたものであり、ＴｉＰｔにＮｉ、Ｉｒ以外の第三元素を添加することにより高温強度を向上させ、高温で大きな形状回復を示す高温形状記憶合金及びその製造方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。
（１）４２〜６３原子％のＰｔ、及び残部がＴｉと不可避不純物からなるＴｉＰｔ系高温形状記憶合金であって、前記Ｔｉの一部がＨｆ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種以上で、全体組成に対して０．１〜１５原子％の範囲で置換されており、１０００℃以下で変形後形状回復を示すＴｉＰｔ系高温形状記憶合金。
（２）４２〜６３原子％のＰｔ、及び残部がＴｉと不可避不純物からなるＴｉＰｔ系高温形状記憶合金であって、前記Ｐｔの一部がＲｕ、Ｃｏのうちの１種以上で、全体組成に対して０．１〜１０原子％の範囲で置換されており、１０００℃以下で変形後形状回復を示すＴｉＰｔ系高温形状記憶合金。
（３）４２〜６３原子％のＰｔ、及び残部がＴｉと不可避不純物からなるＴｉＰt系高温形状記憶合金であって、前記Ｐｔの一部がＰｄ、Ａｕのうちの１種以上で、全体組成に対して０．１〜４９．９原子％の範囲で置換されており、１０００℃以下で変形後形状回復を示すＴｉＰｔ系高温形状記憶合金。
（４）前記ＴｉＰｔ系高温形状記憶合金において、変態温度以下での変形後、マルテンサイト変態温度以上に加熱することにより１０％以上の回復率を示すＴｉＰｔ系高温形状記憶合金。
（５）前記ＴｉＰｔ系高温形状記憶合金において、ＴｉＰｔ系高温形状記憶合金の結晶構造が、マルテンサイト変態温度以下ではＢ１９型斜方晶であるＴｉＰｔ系高温形状記憶合金。
（６）前記ＴｉＰｔ系高温形状記憶合金において、ＴｉＰｔ系高温形状記憶合金の結晶構造が、マルテンサイト変態温度以上ではＢ２型立方晶であり、冷却によりマルテンサイト変態によりＢ１９型斜方晶に変化することにより、そのミクロ組織がマルテンサイト双晶組織となるものであるＴｉＰｔ系形状記憶合金。
（７）ＴｉＰｔ系高温形状記憶合金の結晶構造に関して、該マルテンサイト双晶組織が体積率で９０％以上存在するＴｉＰｔ系高温形状記憶合金を提供する。
（８）上記いずれかのＴｉＰｔ系高温形状記憶合金の製造方法であって、溶製した前記形状記憶合金の原料を、真空容器中に不活性ガスとともに封入した状態で、６００℃以上の温度で、かつマルテンサイト変態温度以上であるＢ２型立方晶領域で、その合金の液相を生じる温度から１００℃を下回る温度域で、０．５時間以上保持する溶体化処理を施した後、０℃以下の冷媒に入れて焼き入れするＴｉＰｔ系高温形状記憶合金の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のＴｉＰｔ系高温形状記憶合金によれば、高温における強度を改善し、１０００℃以下で変形後、変態温度以上に加熱することにより形状回復を示す高温形状記憶合金を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】Ｔｉ-Ｐｔの二元状態図である。
【図２】Ｔｉ-５０Ｐｔ-５Ｚｒを、１２５０℃、１６８時間溶体化処理後、氷水で焼き入れした後の組織の写真である。
【図３】Ｔｉ-５０Ｐｔ-５Ｚｒの高温形状記憶合金のＸ線回折図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
＜本発明のＴｉＰｔ系高温形状記憶合金の合金組成＞
本発明の高温形状記憶合金は、ＴｉＰｔ化合物を基本的な構成としており、図１に示すＴｉ、Ｐｔの二元系状態図によると、広い組成域でＴｉＰｔ化合物が安定に形成されることがわかる。
【００３５】
また、この二元系状態図ではＰｔの割合が４２〜６３原子％の組成範囲で特に安定に存在することが確認でき、Ｐｔの好ましい組成範囲は４２〜６３原子％であることがわかる。
【００３６】
以上のことを前提として、以下に本発明のＴｉＰｔ系高温形状記憶合金についてさらに詳細に説明する。
【００３７】
まず、本発明のＴｉＰｔ系高温形状記憶合金では、ＴｉＰｔ化合物に対し、ＴｉＰｔ化合物の高温強度を向上させるのに有効な元素であるＨｆ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種以上が０．１〜１５原子％の全体組成に対しての範囲でＴｉの一部を置換するように添加される。
【００３８】
これは、これらの元素が、Ｔｉと似た性質を持つ、周期律表の４〜６族の元素だからである。Ｔｉの一部を置換するのは、Ｔｉを置換しても結晶中に大きな欠陥は生成しないが、Ｐｔを置換すると結晶中に大きな欠陥を生成し、形状回復率を下げるためである。
【００３９】
また、本発明のＴｉＰｔ系高温形状記憶合金では、ＴｉＰｔ化合物に対し、ＴｉＰｔ化合物の高温強度を向上させるのに有効な元素であるＲｕ、Ｃｏのうちの１種以上が０．１〜１０原子％の全体組成に対しての範囲でＰｔの一部を置換するように添加される。
【００４０】
これらの添加元素は、より好ましくは２〜１０原子％の範囲でＰｔと置換される。Ｒｕ、Ｃｏは、Ｐｔと似た性質を持つ８族、９族の元素であり、Ｐｔと置換することにより大きな形状回復率を示す。
【００４１】
また、本発明のＴｉＰｔ系高温形状記憶合金では、ＴｉＰｔ化合物に対し、ＴｉＰｔ化合物の高温強度を向上させるのに有効な元素であるＰｄ、Ａｕのうちの１種以上が０．１〜４９．９原子％の全体組成に対しての範囲でＰｔの一部を置換するように添加される。
【００４２】
Ｐｄ、Ａｕは、Ｐｔと似た性質を持つ１０族、１１族の元素であり、Ｐｔと置換することにより大きな形状回復率を示す。
【００４３】
なお、高温強度を向上させるためには、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種以上を０．１原子％以上添加する必要があるが、ＴｉＰｔ化合物に固溶できる組成範囲は限られており、１５原子％を超えると別の相の割合が多くなる場合がある。
【００４４】
Ｃｏについては１０原子％を超えると急に変態温度や融点が下がるため、高温形状記憶合金として使用できなくなる場合があり、Ｒｕについては１０原子％を超えると溶解時の不均一な組織の均質化が難しくなり形状回復を損なうことがあるため、１０原子％は超えるべきではない。
【００４５】
Ｐｄ、Ａｕについては、Ｐｔと全率固溶するため、４９．９原子％まで添加可能である。
【００４６】
上記の構成とする本発明のＴｉＰｔ系高温形状記憶合金によれば、１０００℃以下、好ましくは室温〜１０００℃の範囲で変形後形状回復を示すことが可能となる。なお、本発明における室温とは、１０〜３０℃を意味する。
＜本発明の高温形状記憶合金の製造方法＞
以下に、本発明の高温形状記憶合金の製造工程の一実施形態について説明する。
【００４７】
まず、本願発明のＴｉＰｔ系高温形状記憶合金の原料を溶解して溶製する。溶解には、一般的なＴｉ材料溶解に用いられる各種溶解法を採用することができ、特に制限されるものではなく、これらの方法としては、例えば、アーク溶解法、電子ビーム溶解法、高周波溶解法等の溶解法を挙げることができる。
【００４８】
次に、溶製した原料を、真空容器中に、アルゴンガス等の不活性ガスとともに封入した状態で、６００℃以上、好ましくは６００〜１８００℃の温度範囲で、かつマルテンサイト変態温度以上であるＢ２型立方晶領域で、その合金の液相を生じる温度から１００℃を下回る温度域で、０．５時間以上保持する溶体化処理を施す。
【００４９】
溶体化処理は、溶解中に生成した不均一な組織を均質にするために、マルテンサイト変態温度以上であるＢ２型立方晶領域で一定時間以上行う必要がある。
【００５０】
なお、本発明のＴｉＰｔ系高温形状記憶合金が高融点の元素で構成されているため、通常、溶体化処理温度を１０００℃以上とすることによりマルテンサイト変態温度以上となり、十分に拡散して均質化するが、マルテンサイト変態温度は合金組成によって異なるため、本発明で規定する第三元素の添加を考慮した場合、６００℃以上、好ましくは６００〜１８００℃の温度範囲とすることにより、確実に拡散して均質化を行うことができる。
【００５１】
また、Ｂ２型立方晶領域は融点まで続くが、融点近傍で熱処理をすると結晶の規則状態が保たれなくなる可能性があることから、溶体化処理温度はその合金の液相を生じる温度から１００℃を下回る温度を上限とする。
【００５２】
溶体化処理時間は０．５時間以上、好ましくは０．５〜５００時間の範囲である。溶体化時間が０．５時間以上であれば、均質化が十分に行われ、組織が均一状態となるため望ましい。一方、溶体化処理時間は構成元素が十分に拡散した後は、組織に変化が起こらないため、長すぎると不経済であるため上限を５００時間とする。
【００５３】
次に、溶体化処理後、合金を０℃以下の氷水等の冷媒中へ導入して焼き入れを行う。
【００５４】
０℃以下条件で焼き入れを行うことにより、マルテンサイト変態が起こり、Ｂ１９型斜方晶の相が生成することにより、ミクロ組織がマルテンサイト双晶組織となる。冷却速度が遅い場合、Ｂ２型立方晶の相が完全に変態せず残留することがあるため、できるだけ瞬時に０℃以下の冷媒中への焼き入れが必要となる。
【００５５】
上記製造方法により、Ｂ１９型斜方晶相が体積率で９０％以上を占める、本発明の高温形状記憶合金を製造することができる。なお、残部の相はＴｉＰｔ系金属間化合物相領域から外れた際に生成する第二相で構成される。
【実施例】
【００５６】
以下に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。もちろん本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。
【００５７】
表１に示すＴｉ−Ｐｔ、Ｔｉ−Ｐｔ−Ｚｒ、Ｔｉ−Ｐｔ−Ｈｆ、Ｔｉ−Ｐｔ−Ｒｕ、Ｔｉ−Ｐｔ−Ｃｏ（原子％）についての各合金組成の高純度元素を真空状態でアーク溶解法により溶解し、ボタン状の合金２０ｇを溶製した。
【００５８】
次に、この溶製した合金をＴｉ箔で包み、真空にした石英管中にアルゴンガス雰囲気で封じ込めた。石英管中に封じ込めた合金を１２５０℃で１６８時間溶体化処理後、氷水中で急冷して合金試料を作成した。
【００５９】
図２に、Ｔｉ-５０Ｐｔ-５Ｚｒを１２５０℃で３時間熱処理後、氷水で焼き入れした後の組織の写真を示す。
【００６０】
この図２の組織写真より、合金全体に微細な双晶組織が形成され、典型的なマルテンサイト組織を確認することができる。写真中の直径：約数μｍの黒い粒状体以外は、マルテンサイト双晶組織であり、面積比からの推計により、体積率で約９０％が相当すると把握できる。黒い粒状体は、ＴｉＰｔ系金属間化合物相領域から外れた際に生成する第二相である。
【００６１】
他の実施例の合金でも、同様の検討から、マルテンサイト双晶組織の体積率は、９０％ないしそれ以上であることが確認されている。
【００６２】
また、図３に示したＸ線回折図によりＢ１９型斜方晶で構成されていることが確認された。
＜マルテンサイト変態温度の測定＞
マルテンサイト変態温度の測定用に、各合金試料について３×３×１ｍｍの試験片を作製した。この試験片を大気中で、１分間に１０℃の昇温降温速度の条件で示差熱分析を行い、マルテンサイト変態温度を測定した。その結果を表１に示す。
【００６３】
【表１】
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【００６４】
ここで、Ａｓ、Ａｆ、Ｍｓ、Ｍｆは、それぞれ昇温時の変態開始温度（Ａｓ）、昇温時の変態終了温度（Ａｆ）、降温時の変態開始温度（Ｍｓ）、降温時の変態終了温度（Ｍｆ）である。第三元素の添加によって、変態温度は下がるが、すべての実施例について８４０℃以上であることが確認された。
＜形状記憶回復率＞
形状記憶回復率を求めるため、各合金試料について高温圧縮試験用試料として、直径３ｍｍ、長さ６ｍｍの円柱の試験片を切り出した。
【００６５】
この試験片に対し、Ａｓより低い温度で１．２×１０−４ｍ／ｓの歪み速度の条件で圧縮試験を行い、変形後の試験片長さを測定後、試験片をマルテンサイト変態温度以上である１２５０℃で１０分間加熱処理し、室温まで炉冷し、再び試験片長さを測定して形状記憶回復率（以下、回復率という）を求めた。その結果を表２に示す。
【００６６】
回復率は、圧縮試験後に得られた試験片の歪みと加熱処理後に回復した試験片の歪みの割合である。
【００６７】
【表２】
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【００６８】
比較合金であるＴｉ−５０Ｐｔは１１％の回復率を示した。また、Ｉｒを５原子％添加した合金についても１０％の回復率であった。一方、Ｚｒ、ＨｆをＴｉに対して置換した合金１、２は５７、５８％の回復率を示した。
【００６９】
また、Ｒｕ、ＣｏをＰｔに対して置換した合金３、４は、４５、３６％の回復率を示した。比較合金と比べると、同じ添加量でも、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｕ、Ｃｏは形状回復の向上に対して効果があることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の高温形状記憶合金は、高温で起こるマルテンサイト変態を利用して形状回復を起こす材料であり、自動車やジェットエンジン等の高温部のアクチュエイター等に利用可能である。また、これら以外にも１０００℃以下の温度範囲で動作するアクチュエイター、高温流体の流量や圧力制御部等に使用することも可能である。
【図３】
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【図１】
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【図２】
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