号数	ばね論文集 68 号（ 2023 年）
ページ数	pp.99-104
種類	論文
論文名	超音波ショットピーニングによる傾斜機能TiNi 形状記憶合金の機能特性の改善
Title	Improvement of Functional Properties of Functionally-Graded TiNi Shape Memory Alloy by Ultrasonic Shot Peening
著者	松井良介1) ，宮本崇志2) ，濱川悠太3) ，服部兼久4)
Author	Ryosuke MATSUI1), Takashi MIYAMOTO2), Yuta HAMAKAWA3) Kanehisa HATTORI4)
抄録	本研究ではTiNi形状記憶合金の適用範囲を拡大するために、傾斜機能TiNi形状記憶合金を提案した。傾斜機能TiNi形状記憶合金の製造工程は粉末冶金、熱間圧延及び超音波ショットピーニングからなるものであり、本論文では主に熱間圧延と超音波ショットピーニングが諸特性に及ぼす影響を明らかにした。本研究で得られた主な成果は以下のとおりである。(1)熱間圧延及び超音波ショットピーニングによりビッカース硬さは増加する。この現象の主な原因は、熱間圧延における圧密と超音波ショットピーニングにおける加工硬化である。(2)超音波ショットピーニングは、焼結体表層に最大300MPaの圧縮残留応力を導入できる。(3)示差走査熱量測定で得られた各ピークは、Ni濃度の増加とともに低温側にシフトする。これは一般的なTiNi形状記憶合金でよく知られている傾向と一致する。さらに、超音波ショットピーニングを施してもこの傾向はほとんど変化しない。つまり、超音波ショットピーニングはTiNi形状記憶合金の変態特性にほとんど影響を与えない。(4)超音波ショットピーニングは熱間圧延されたTiNi形状記憶合金焼結体を加工硬化させる。その効果は特に高Ni濃度の領域で高く現れ、その結果、変形抵抗の傾斜機能特性が明確に現れる。
Abstract	In this study, the authors proposed a functionally-graded TiNi shape memory alloy to expand the application range of TiNi shape memory alloys. The manufacturing process of the functionally-graded TiNi shape memory alloy consists of powder metallurgy, hot rolling, and ultrasonic shot peening. The effects of the hot rolling and the ultrasonic shot peening on various properties were claried. The main results obtained in this study are as follows：（ 1） Vickers hardness is increased by the hot rolling and the ultrasonic shot peening. The main causes of this phenomenon are consolidation of hot rolling and work hardening effect in the ultrasonic shot peening. （2） The ultrasonic shot peening introduces compressive residual stress of up to 300 MPa in the surface layer of the sintered material. （3） Each peak obtained by differential scanning calorimetry shifts to lower temperatures side with increasing Ni composition. This is consistent with the well-known trend in a general TiNi shape memory alloy. Furthermore, the ultrasonic shot peening hardly changes this trend. In other words, the ultrasonic shot peening has almost no effect on the transformation properties of the TiNi shape memory alloy.（ 4） The ultrasonic shot peening work-hardens the hot-rolled sintered TiNi shape memory alloy. The effect is higher especially in the Nirich region, and as a result, the functionally-graded property of the deformation resistance becomes clearly visible.
著者の所属	1)愛知工業大学 2)株式会社荏原製作所 3)愛知工業大学大学院 4)東洋精鋼株式会社
Belonging	1)Aichi Institute of Technology 2) EBARA CORPORATION 3) Graduate School of Aichi Institute of Technology 4) TOYO SEIKO Co., Ltd.
Key Words	Shape Memory Alloy, Ti-Ni Alloy, Ultrasonic Shot Peening, Functionally-Graded Material,Digital Image Correlation