新しいステンレス鋼形状記憶合金
ステンレス鋼はジェット戦闘機からより普通の応用へ形状記憶合金の商業的魅力を拡大できた。

Nickel magazine, Jun. 01 -- ステンレス鋼はもすぐに、元の形に急速に回復する能力は評価されるが、広く使うには余りに高価すぎる合金の低コストの代替え品を供給するであろう。

形状記憶合金は他の材料にはないような振る舞いをする。それは低温でねじれ、そして形引き伸ばされるが、再加熱されると直ちに元の形に戻る。科学者はこの有用なトリックを何10年間も知っていたが、商業的に成功したTi-Ni及びCu基合金でさえも、その高いコストためにジェット戦闘機と血液凝固フィルターのような高度な制限された応用しかない。

現在、新しく開発された4.4～6.3％Niを含むステンレス鋼は形状記憶材料の市場を広げることが予想されると中国の西安交通大学のChenxu Zhaoは言う。これから鋼はより耐食性があり、加工し易く、更に現在使用されている形状記憶合金よりもずっと安い。

それでは何故ステンレス鋼は形状記憶市場で既により大きなプレーヤーになっていないのか？最近まで熱一弾性変態は形状記憶効果に必要な条件であると考えられていた。この現象は材料がねじれた形（マルテンサイト相）を保有し始める温度と、記憶を思い出し元の立方組織（オーステナイト相）にぱっと戻る温度との間の履歴現象によって特徴づけられる。ステンレス鋼の熱一弾性変態効果は、非常に弱いので価値ないもと考えられた。

しかし研究者はある鋼（Fe Ni C, Fe Mn Si, Fe Mn Si Cr Ni）は熱一弾性変態を受けないが、それでも良い形状記憶効果を示すことを見出した。これらの材料はその代わり、形を元に戻すのに応力誘超変態に依存している。その可逆歪みは、Ti-Niの8％及びCu基合金の6％と比較して3％であり、従来の形状記憶合金よりも小さいが、商業的応用へさらに研究を進めることを保証するには十分である。

Chenxu Zhaoは管継手は形状記憶ステンレス鋼の最も実際的な用途であると言う。直ちに縮んでより小さな径の管を上から効果的にシールする継手は、適切な価格で歓迎される市場をもつことができた。先に述べたように、伝統的にこの市場は高度な応用に限られていた。

"より低コストの形状記憶ステンレス鋼は、この分野における工業的応用に大きな潜在力がある。何故なら2％可逆歪みは管継手への応用には十分であるからだ"とChenxu ZhaoはAdvanced Matesial and Processesの2月号で述べている。

中国の一会社は既にこの発見に投資した。上海Tianhe形状記憶材料会社は、250℃に加熱すると収縮して2ヶの離れた管を互いに接合するステンレス鋼継手を開発したと主張している。

形状記憶ステンレス鋼は又、腐食が問題である海洋環境において有用であることが照明できた。

Photo: U.S. NAVY