JP2002266025A

JP2002266025A - 延性に優れた高強度低熱膨張合金の製造方法

Info

Publication number: JP2002266025A
Application number: JP2001067985A
Authority: JP
Inventors: Tadanori Kida; 忠伯木田; Hiroaki Onouchi; 浩明尾内
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2001-03-12
Publication date: 2002-09-18
Anticipated expiration: 2021-03-12
Also published as: JP3871894B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低弛度送電線の芯線用材料として使用できる
延性に優れた高強度低熱膨張率Ｆｅ−Ｎｉ系合金の製造
方法を提供する。【解決手段】Ｎｉ：２５〜５０％−Ｆｅ合金を用い
て、熱間圧延に際し該合金を１１００〜１２５０℃の範
囲に加熱し、圧延最終温度を９００℃以上となるように
制御圧延を行ない、引続き３０〜７０％の減面率での冷
間加工後、５５０〜７００℃の温度範囲で熱処理を行う
ことを特徴とする延性に優れた高強度低熱膨張合金の製
造方法。また、圧延最終温度を９００℃以上で圧延終了
後、水冷による冷却を行うことを特徴とする延性に優れ
た高強度低熱膨張合金の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低弛度送電線の芯
線用材料として使用できる延性に優れた高強度低熱膨張
合金の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、耐熱Ａｌ合金の撚り線からなる架
空送電線の芯線としては、鋼線が主に使用されてきた。
近年、電力需要の増大に対応するため、送電量を増やす
必要があるが、送電量を増やした場合、従来の鋼線では
熱膨張が大きいため、電線の垂れ下がりが問題となる。
そこで、低い熱膨張率、最終的に細線に冷間加工を施し
撚り線として使用するため、高い引張強さを有し、かつ
優れた延性を高位に安定させる芯線用材料が必要とな
る。

【０００３】これらのことから、低弛度送電線の芯線用
材料として、高強度低熱膨張率Ｆｅ−Ｎｉ系合金および
その製造方法として、例えば特公昭５８−７７５２５号
公報、特開平５−７０８９４号公報、特開平８−１００
２４２号公報、特開平８−１９９２３８号公報、、特開
平５−１９９３０６号公報、特開平５−１９９３０７号
公報、特開平８−１９９３０８号公報および特許第２９
４１３１２号公報が提案されており、これらは、Ｆｅ−
Ｎｉ合金にＣ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｎｂなどの合
金元素を添加し、強度向上を図り、さらに最終の冷間加
工により加工硬化を利用し所定の強度を得るものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した特許において
は、低弛度送電線の芯線用材料として所定の強度を得る
ために、最終冷間加工において、加工率を上げるとその
加工硬化によって、延性が劣化する。そのため、圧延後
に固溶化処理を施す方法、最終冷間加工後に焼鈍などの
熱処理によって延性の回復を得る方法、炭化物の制御を
行う方法などが提案されているが、工程追加によるコス
トアップを招いたり、安定して高い引張強度を得ること
が困難である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述したような問題を解
消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、熱間
圧延条件を制御し、その後の３０〜７０％の冷間加工と
熱処理を組み合わせることにより、高い冷間加工を施し
て高い強度を付与しても延性が劣化しない高強度低熱膨
張合金の製造方法を提供するものである。

【０００６】その発明の要旨とするところは、（１）Ｎｉ：２５〜５０％を含有するＦｅ合金を用い
て、熱間圧延に際し該合金を１１００〜１２５０℃の範
囲に加熱し、圧延最終温度を９００℃以上となるように
制御圧延を行ない、引続き３０〜７０％の減面率での冷
間加工後、５５０〜７００℃の温度範囲で熱処理を行う
ことを特徴とする延性に優れた高強度低熱膨張合金の製
造方法。（２）前記（１）において、圧延最終温度を９００℃以
上で圧延終了後、水冷による冷却を行うことを特徴とす
る延性に優れた高強度低熱膨張合金の製造方法にある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る製造条件につ
いて述べる。低い線膨張係数を有する必要があるため、
２５〜５０％のＮｉを含有するＦｅ合金を用い、該合金
を熱間圧延での圧延温度を１１００〜１２５０℃とし、
圧延最終温度を９００℃以上となるように制御圧延を行
なうことは、析出強化の際に炭化物などの時効強化元素
が有効に働くために制御するもので、圧延加熱時に完全
に固溶化させるため、また、圧延最終温度を９００℃以
上とするために、圧延加熱温度を１１００℃以上とす
る。高温になると、スケールの生成が増大し、また加熱
による製造コストも高くなるため、上限を１２５０℃と
した。

【０００８】圧延最終温度が低いと圧延中もしくは終了
後に炭化物が析出し、析出強化に有効な元素が減少する
ばかりでなく、延性も劣化するため、圧延最終温度は９
００℃以上、さらに炭化物の析出を有効にするために
は、圧延終了後急冷することが必要で、その場合の冷却
条件としては水冷とした。冷間加工：３０〜７０％冷間加工による歪みがある状態で適切な温度で熱処理を
行えば有効に析出強化できる。しかし、３０％未満で
は、その効果が十分でなく、７０％を超える冷間加工は
製造コストの上昇となる。従って、その範囲を３０〜７
０％とした。

【０００９】熱処理温度：５５０〜７００℃ 熱処理は、析出強化処理、および歪み取りとして行う。
しかし、５５０℃未満では有効な析出強化はできない。
また、７００℃を超える温度域では、過時効および再結
晶による強度低下を招く。さらに、この後に熱処理によ
って生成するスケールを除去するため、皮剥ぎ工程もし
くは同じ効果が得られる工程があってもよい。

【００１０】次に、本発明に係る延性に優れた高強度低
熱膨張合金の化学組成範囲について成分限定理由を述べ
る。特に、延性に優れた高強度低熱膨張合金としては、
望ましくは、質量％で、Ｃ：０．１〜０．４％、Ｖ：
０．２〜３．０％、３７％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦４０％を含有
し、２≦Ｖ／Ｃ≦９を満たし、残部Ｆｅおよび不可避的
不純物からなる合金であることが好ましい。その理由
は、粒界に析出する炭化物を形成するＭｏを無添加と
し、替わりにＶを添加し時効強化元素であるＣとＶの含
有量の比（Ｖ／Ｃ）を制御することで、粗大なＶ系炭化
物の生成を抑制し、高い引張強さと延性を高位に安定さ
せるためである。

【００１１】Ｃ：０．１〜０．４％Ｃは、固溶強化、炭化物の析出強化として材料の強化に
必要である。しかし、過剰に含有すると、延性が劣化
し、線膨張係数が大きくなるため、その範囲を０．１〜
０．４％とした。Ｖ：０．２〜３．０％Ｖは、炭化物の析出強化として材料の強化に必要であ
る。また、炭化物の微細析出を促進するため、延性の向
上に有効である。しかし、過剰に含有すると、延性が劣
化し、線膨張係数が大きくなるため、その範囲を０．２
〜３．０％とした。

【００１２】２≦Ｖ／Ｃ≦９Ｖ／Ｃは、Ｃ量に対してＶ量が少な過ぎると、析出強化
が不十分であり、さらに、固溶Ｃ量が増えて、線膨張係
数が大きくなる。また、Ｃ量に対してＶ量が過剰な場合
も、線膨張係数が大きくなり、さらに延性が劣化する。
よって、２≦Ｖ／Ｃ≦９とする。３７％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦４０％Ｎｉ＋Ｃｏは、低弛度送電線の芯線用材料として使用す
る場合、常温〜３００℃程度の温度域全般に渡って、平
均的に低い線膨張係数を有する必要があるため、３７％
≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦４０％とした。ただし、Ｃｏは不純物レ
ベル程度でもよい。

【００１３】以下、本発明について、実施例によって具
体的に説明する。

【実施例】表１に示す化学成分の材料を溶製し、鋼塊を
製造し、分塊圧延にて鋼片を製造し、この鋼片を１００
０〜１２５０℃に加熱し、圧延開始温度から最終温度範
囲を８００〜１０００℃に制御し、熱間圧延にてφ１２
〜１６ｍｍの線材を製造した。その後、冷間加工率２５
〜７０％程度で伸線し、５１０〜７２０℃の温度域で３
ｈ保持し熱処理した後、皮剥ぎを実施し、φ１０〜６．
５ｍｍのコイルを製造した。得られたコイルを用いて、
その状態で引張強度、線膨張係数を測定した。その結果
を表２に示す。

【００１４】表２に示すように、Ｎｏ．１〜１１は本発
明例であり、Ｎｏ．１２〜１５は比較例である。圧延加
熱温度、最終温度が低い比較例Ｎｏ．１２，１４は、引
張強度、のびが低下している。また、圧延後の冷間加工
率が低いＮｏ．１３は、引張強度が低下している。熱処
理温度が低いＭｏ．１５は、他のＢ材と比較して、引張
強度、のびが著しく劣る。これに対し、本発明例は、高
い引張強さを有しながら、低い熱膨張特性と優れた伸び
を有することが判る。さらに、圧延後、水冷したもの
は、空冷材に比べ強度が高く、伸びが向上している。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明により製造さ
れる合金は、高い延性を有しているため低弛度送電線の
芯線用材料として使用するのに適した材料であり、これ
により、大容量の送電が可能となる極めて優れた効果を
奏するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4K032 AA05 AA09 AA11 AA16 AA19 AA20 AA25 AA31 AA36 CA02 CA03 CC04 CD05 CD06 CG01 CG02 CH04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｎｉ：２５〜５０％を含有するＦｅ合金
を用いて、熱間圧延に際し該合金を１１００〜１２５０
℃の範囲に加熱し、圧延最終温度を９００℃以上となる
ように制御圧延を行ない、引続き３０〜７０％の減面率
での冷間加工後、５５０〜７００℃の温度範囲で熱処理
を行うことを特徴とする延性に優れた高強度低熱膨張合
金の製造方法。
【請求項２】請求項１において、圧延最終温度を９０
０℃以上で圧延終了後、水冷による冷却を行うことを特
徴とする延性に優れた高強度低熱膨張合金の製造方法。