一定応力下におけるFeMnSi基形状記憶合金の形状回復特性

摘要

FeMnSi基形状記憶合金は，完全に一方向性の形状記憶能を持ち，非鉄系形状記憶合金と比較して形状回復温度が高いこと，比較的安価なFeとMhをベースとしており低コストであること，加工性が良好であること，従来の鉄鋼用生産設備を利用可能であることから，これらの特徴を生かして配管設備や大型構造部材等への適用が検討されている．近年になり，トンネル工事用管継手や配管用継手として形状記憶管継手が実用化されたが，溶接式管継手と比較して作業性や作業環境が良く，接合時間も短縮できることから期待が高まっている．形状記憶合金の実用化においては，形状回復量と形状回復力の把握が重要である．とりわけFeMnSi基形状記憶合金の形状記憶管継手への適用に際しては，相手管との相互作用下北おける形状回復量と締結力の予測が，構造材料への適用に際しては，荷重を受けながらの形状回復挙動の予測等，応力下での形状回復挙動の予測が肝要と考える．応力下における形状回復挙動は無応力下とは異なるものと推察されるが，実用状態に近い多結晶FeMnSi基形状記憶合金での研究は筆者らの報告以外に見当たらない．本研究では，FeMnSi基形状記憶合金に一定の応力を付加した状態で形状回復処理を施し，この時の挙動を詳細に調査した．また一定応力下における形状回復動作をFeMnSi基形状記憶合金の形状回復動作を支配する，応力誘起マルテンサイト変態の機構に基づいて考察を試みた．