JP2792364B2 - 高強度、高靭性制振合金 - Google Patents
高強度、高靭性制振合金Info
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- JP2792364B2 JP2792364B2 JP4277949A JP27794992A JP2792364B2 JP 2792364 B2 JP2792364 B2 JP 2792364B2 JP 4277949 A JP4277949 A JP 4277949A JP 27794992 A JP27794992 A JP 27794992A JP 2792364 B2 JP2792364 B2 JP 2792364B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、優れた振動減衰性能
と良好な強度、靭性を兼ね備え、船舶その他の大規模な
構造物の構造材料に使用することで、構造物の振動や騒
音の発生を効果的に低減することのできる制振合金に関
するものである。
と良好な強度、靭性を兼ね備え、船舶その他の大規模な
構造物の構造材料に使用することで、構造物の振動や騒
音の発生を効果的に低減することのできる制振合金に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】公害問題の一つとして生活環境での振
動、騒音が注目されている。また、精密機械に要求され
る精度が微小になるにつれ、機器自体の振動を抑える手
段を講じる必要が生じている。このような問題や要請に
対応する手段の一つとして、振動の発生源となる構成要
素自体を振動減衰の著しく大きい材料（制振材料）に置
き換える方法がある。
動、騒音が注目されている。また、精密機械に要求され
る精度が微小になるにつれ、機器自体の振動を抑える手
段を講じる必要が生じている。このような問題や要請に
対応する手段の一つとして、振動の発生源となる構成要
素自体を振動減衰の著しく大きい材料（制振材料）に置
き換える方法がある。
【０００３】現在までに、巨視的に一様な合金で、かつ
振動減衰性能の大きな素材がいくつか開発されており、
その主なものとして、片状黒鉛鋳鉄、鉄基合金、Ｍｇ合
金、Ｃｕ−Ｍｎ合金、Ｎｉ−Ｔｉ合金がある。これらの
うち、大量に使用される部材については強度とコストの
点から鉄基合金が最も実用的であるといえる。この鉄基
合金として、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系（特公昭５２−１６８
３号）、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系等が知られている。
振動減衰性能の大きな素材がいくつか開発されており、
その主なものとして、片状黒鉛鋳鉄、鉄基合金、Ｍｇ合
金、Ｃｕ−Ｍｎ合金、Ｎｉ−Ｔｉ合金がある。これらの
うち、大量に使用される部材については強度とコストの
点から鉄基合金が最も実用的であるといえる。この鉄基
合金として、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系（特公昭５２−１６８
３号）、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらの鉄基合金とし
て最大の実績をもつのがＦｅ−１２％Ｃｒ−Ａｌ系の合
金であるが、この合金はかなり脆い合金である（中川：
騒音制御，７（１９８３），ｐ３７）。これに対して、
Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系の制振合金は若干優れた靭性を有し
ているが、用途によっては必ずしも靭性が十分ではない
場合がある。また、強度についても用途によっては十分
ではない場合がある。このような問題に対し、本発明者
はＦｅに特定の範囲でＡｌ，Ｓｉを添加、特にこれらを
複合添加し、しかも、これにＣｕを適量添加することに
より、優れた制振性能が得られるとともに強度と靭性を
同時に改善できることを見出した。
て最大の実績をもつのがＦｅ−１２％Ｃｒ−Ａｌ系の合
金であるが、この合金はかなり脆い合金である（中川：
騒音制御，７（１９８３），ｐ３７）。これに対して、
Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系の制振合金は若干優れた靭性を有し
ているが、用途によっては必ずしも靭性が十分ではない
場合がある。また、強度についても用途によっては十分
ではない場合がある。このような問題に対し、本発明者
はＦｅに特定の範囲でＡｌ，Ｓｉを添加、特にこれらを
複合添加し、しかも、これにＣｕを適量添加することに
より、優れた制振性能が得られるとともに強度と靭性を
同時に改善できることを見出した。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の制振
合金は、次のような構成を有する。（１） 図１に示す
ように点Ａ4（Ａｌ：７．０５ｗｔ％，Ｓｉ：０．９５
ｗｔ％）、Ｂ4（Ａｌ：６．５０ｗｔ％，Ｓｉ：１．１
０ｗｔ％）、Ｃ4（Ａｌ：４．７０ｗｔ％，Ｓｉ：２．
７５ｗｔ％）、Ｄ4（Ａｌ：２．２５ｗｔ％，Ｓｉ：
２．４５ｗｔ％）、Ｅ4（Ａｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：４．
５０ｗｔ％）、Ａ0（Ａｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ
％）、Ｂ0（Ａｌ：８．００ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）
で囲まれる範囲内のＡｌ・Ｓｉ（但し、Ｓｉ：０．２０
ｗｔ％以下の範囲を除く）、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ
％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる高強度、高靭
性制振合金。
合金は、次のような構成を有する。（１） 図１に示す
ように点Ａ4（Ａｌ：７．０５ｗｔ％，Ｓｉ：０．９５
ｗｔ％）、Ｂ4（Ａｌ：６．５０ｗｔ％，Ｓｉ：１．１
０ｗｔ％）、Ｃ4（Ａｌ：４．７０ｗｔ％，Ｓｉ：２．
７５ｗｔ％）、Ｄ4（Ａｌ：２．２５ｗｔ％，Ｓｉ：
２．４５ｗｔ％）、Ｅ4（Ａｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：４．
５０ｗｔ％）、Ａ0（Ａｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ
％）、Ｂ0（Ａｌ：８．００ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）
で囲まれる範囲内のＡｌ・Ｓｉ（但し、Ｓｉ：０．２０
ｗｔ％以下の範囲を除く）、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ
％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる高強度、高靭
性制振合金。
【０００６】（２） 図２に示すように点Ａ6（Ａｌ：
７．４０ｗｔ％，Ｓｉ：０．６０ｗｔ％）、Ｂ6（Ａ
ｌ：４．７５ｗｔ％，Ｓｉ：１．００ｗｔ％）、Ｃ
6（Ａｌ：３．７５ｗｔ％，Ｓｉ：１．９０ｗｔ％）、
Ｄ6（Ａｌ：２．１５ｗｔ％，Ｓｉ：２．１５ｗｔ
％）、Ｅ6（Ａｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：４．００ｗｔ
％）、Ａ0（Ａｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）、Ｂ
0（Ａｌ：８．００ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）で囲まれ
る範囲内のＡｌ・Ｓｉ（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以
下の範囲を除く）、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ％、残部
Ｆｅ及び不可避的不純物からなる高強度、高靭性制振合
金。
７．４０ｗｔ％，Ｓｉ：０．６０ｗｔ％）、Ｂ6（Ａ
ｌ：４．７５ｗｔ％，Ｓｉ：１．００ｗｔ％）、Ｃ
6（Ａｌ：３．７５ｗｔ％，Ｓｉ：１．９０ｗｔ％）、
Ｄ6（Ａｌ：２．１５ｗｔ％，Ｓｉ：２．１５ｗｔ
％）、Ｅ6（Ａｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：４．００ｗｔ
％）、Ａ0（Ａｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）、Ｂ
0（Ａｌ：８．００ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）で囲まれ
る範囲内のＡｌ・Ｓｉ（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以
下の範囲を除く）、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ％、残部
Ｆｅ及び不可避的不純物からなる高強度、高靭性制振合
金。
【０００７】（３） 図３に示すように点Ａ8（Ａｌ：
６．３０ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）、Ｂ8（Ａｌ：６．
３０ｗｔ％，Ｓｉ：０．５０ｗｔ％）、Ｃ8（Ａｌ：
２．７５ｗｔ％，Ｓｉ：１．２０ｗｔ％）、Ｄ8（Ａ
ｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：３．５０ｗｔ％）、Ｅ8（Ａｌ：
０ｗｔ％，Ｓｉ：０．６０ｗｔ％）、Ｆ8（Ａｌ：０．
７０ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）で囲まれる範囲内のＡｌ
・Ｓｉ（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以下の範囲を除
く）、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ％、残部Ｆｅ及び不可
避的不純物からなる高強度、高靭性制振合金。
６．３０ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）、Ｂ8（Ａｌ：６．
３０ｗｔ％，Ｓｉ：０．５０ｗｔ％）、Ｃ8（Ａｌ：
２．７５ｗｔ％，Ｓｉ：１．２０ｗｔ％）、Ｄ8（Ａ
ｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：３．５０ｗｔ％）、Ｅ8（Ａｌ：
０ｗｔ％，Ｓｉ：０．６０ｗｔ％）、Ｆ8（Ａｌ：０．
７０ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）で囲まれる範囲内のＡｌ
・Ｓｉ（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以下の範囲を除
く）、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ％、残部Ｆｅ及び不可
避的不純物からなる高強度、高靭性制振合金。
【０００８】（４） 図４に示すように点Ａ10（Ａｌ：
４．８０ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）、Ｂ10（Ａｌ：４．
８０ｗｔ％，Ｓｉ：０．７０ｗｔ％）、Ｃ10（Ａｌ：
２．９０ｗｔ％，Ｓｉ：１．００ｗｔ％）、Ｄ10（Ａ
ｌ：１．３５ｗｔ％，Ｓｉ：２．０５ｗｔ％）、Ｅ
10（Ａｌ：０．５５ｗｔ％，Ｓｉ：２．００ｗｔ％）、
Ｆ10（Ａｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：２．４０ｗｔ％）、Ｇ10
（Ａｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：０．８０ｗｔ％）、Ｈ10（Ａ
ｌ：０．５５ｗｔ％，Ｓｉ：０．２５ｗｔ％）、Ｉ
10（Ａｌ：１．６０ｗｔ％，Ｓｉ：０．３５ｗｔ％）、
Ｊ10（Ａｌ：２．２５ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）で囲ま
れる範囲内のＡｌ・Ｓｉ（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％
以下の範囲を除く）、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ％、残
部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる高強度、高靭性制振
合金。
４．８０ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）、Ｂ10（Ａｌ：４．
８０ｗｔ％，Ｓｉ：０．７０ｗｔ％）、Ｃ10（Ａｌ：
２．９０ｗｔ％，Ｓｉ：１．００ｗｔ％）、Ｄ10（Ａ
ｌ：１．３５ｗｔ％，Ｓｉ：２．０５ｗｔ％）、Ｅ
10（Ａｌ：０．５５ｗｔ％，Ｓｉ：２．００ｗｔ％）、
Ｆ10（Ａｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：２．４０ｗｔ％）、Ｇ10
（Ａｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：０．８０ｗｔ％）、Ｈ10（Ａ
ｌ：０．５５ｗｔ％，Ｓｉ：０．２５ｗｔ％）、Ｉ
10（Ａｌ：１．６０ｗｔ％，Ｓｉ：０．３５ｗｔ％）、
Ｊ10（Ａｌ：２．２５ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）で囲ま
れる範囲内のＡｌ・Ｓｉ（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％
以下の範囲を除く）、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ％、残
部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる高強度、高靭性制振
合金。
【０００９】（５） 図５に示すように点Ａ12（Ａｌ：
４．５５ｗｔ％，Ｓｉ：０．１０ｗｔ％）、Ｂ12（Ａ
ｌ：４．５５ｗｔ％，Ｓｉ：０．６０ｗｔ％）、Ｃ
12（Ａｌ：２．３５ｗｔ％，Ｓｉ：１．００ｗｔ％）、
Ｄ12（Ａｌ：１．１０ｗｔ％，Ｓｉ：１．９５ｗｔ
％）、Ｅ12（Ａｌ：１．１０ｗｔ％，Ｓｉ：１．３５ｗ
ｔ％）、Ｆ12（Ａｌ：２．４０ｗｔ％，Ｓｉ：０．１０
ｗｔ％）で囲まれる範囲内および点Ｇ12（Ａｌ：０ｗｔ
％，Ｓｉ：１．０５ｗｔ％）、Ｈ12（Ａｌ：０．６０ｗ
ｔ％，Ｓｉ：０．３５ｗｔ％）、Ｉ12（Ａｌ：０．９０
ｗｔ％，Ｓｉ：０．４０ｗｔ％）、Ｊ12（Ａｌ：０．３
０ｗｔ％，Ｓｉ：２．０５ｗｔ％）、Ｋ12（Ａｌ：０ｗ
ｔ％，Ｓｉ：２．３０ｗｔ％）で囲まれる範囲内のＡｌ
・Ｓｉ（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以下の範囲を除
く）、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ％、残部Ｆｅ及び不可
避的不純物からなる高強度、高靭性制振合金。
４．５５ｗｔ％，Ｓｉ：０．１０ｗｔ％）、Ｂ12（Ａ
ｌ：４．５５ｗｔ％，Ｓｉ：０．６０ｗｔ％）、Ｃ
12（Ａｌ：２．３５ｗｔ％，Ｓｉ：１．００ｗｔ％）、
Ｄ12（Ａｌ：１．１０ｗｔ％，Ｓｉ：１．９５ｗｔ
％）、Ｅ12（Ａｌ：１．１０ｗｔ％，Ｓｉ：１．３５ｗ
ｔ％）、Ｆ12（Ａｌ：２．４０ｗｔ％，Ｓｉ：０．１０
ｗｔ％）で囲まれる範囲内および点Ｇ12（Ａｌ：０ｗｔ
％，Ｓｉ：１．０５ｗｔ％）、Ｈ12（Ａｌ：０．６０ｗ
ｔ％，Ｓｉ：０．３５ｗｔ％）、Ｉ12（Ａｌ：０．９０
ｗｔ％，Ｓｉ：０．４０ｗｔ％）、Ｊ12（Ａｌ：０．３
０ｗｔ％，Ｓｉ：２．０５ｗｔ％）、Ｋ12（Ａｌ：０ｗ
ｔ％，Ｓｉ：２．３０ｗｔ％）で囲まれる範囲内のＡｌ
・Ｓｉ（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以下の範囲を除
く）、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ％、残部Ｆｅ及び不可
避的不純物からなる高強度、高靭性制振合金。
【００１０】（６） 図６に示すように点Ａ14（Ａｌ：
４．１５ｗｔ％，Ｓｉ：０．２０ｗｔ％）、Ｂ14（Ａ
ｌ：４．１５ｗｔ％，Ｓｉ：０．６０ｗｔ％）、Ｃ
14（Ａｌ：２．３０ｗｔ％，Ｓｉ：０．９０ｗｔ％）、
Ｄ14（Ａｌ：１．２０ｗｔ％，Ｓｉ：１．７５ｗｔ
％）、Ｅ14（Ａｌ：１．２０ｗｔ％，Ｓｉ：１．３５ｗ
ｔ％）、Ｆ14（Ａｌ：２．７０ｗｔ％，Ｓｉ：０．２０
ｗｔ％）で囲まれる範囲内および点Ｇ14（Ａｌ：０ｗｔ
％，Ｓｉ：１．１５ｗｔ％）、Ｈ14（Ａｌ：０．６０ｗ
ｔ％，Ｓｉ：０．４０ｗｔ％）、Ｉ14（Ａｌ：０．８０
ｗｔ％，Ｓｉ：０．４５ｗｔ％）、Ｊ14（Ａｌ：０ｗｔ
％，Ｓｉ：２．２０ｗｔ％）で囲まれる範囲内のＡｌ・
Ｓｉ、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ％、残部Ｆｅ及び不可
避的不純物からなる高強度、高靭性制振合金。
４．１５ｗｔ％，Ｓｉ：０．２０ｗｔ％）、Ｂ14（Ａ
ｌ：４．１５ｗｔ％，Ｓｉ：０．６０ｗｔ％）、Ｃ
14（Ａｌ：２．３０ｗｔ％，Ｓｉ：０．９０ｗｔ％）、
Ｄ14（Ａｌ：１．２０ｗｔ％，Ｓｉ：１．７５ｗｔ
％）、Ｅ14（Ａｌ：１．２０ｗｔ％，Ｓｉ：１．３５ｗ
ｔ％）、Ｆ14（Ａｌ：２．７０ｗｔ％，Ｓｉ：０．２０
ｗｔ％）で囲まれる範囲内および点Ｇ14（Ａｌ：０ｗｔ
％，Ｓｉ：１．１５ｗｔ％）、Ｈ14（Ａｌ：０．６０ｗ
ｔ％，Ｓｉ：０．４０ｗｔ％）、Ｉ14（Ａｌ：０．８０
ｗｔ％，Ｓｉ：０．４５ｗｔ％）、Ｊ14（Ａｌ：０ｗｔ
％，Ｓｉ：２．２０ｗｔ％）で囲まれる範囲内のＡｌ・
Ｓｉ、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ％、残部Ｆｅ及び不可
避的不純物からなる高強度、高靭性制振合金。
【００１１】
【作用】以下、本発明における成分組成の限定理由を説
明する。Ｆｅ系制振合金の多くは、振動が加わったとき
の磁壁の非可逆的移動による磁気−機械的ヒステリシス
を振動エネルギー吸収に利用するものであり、これは磁
気特性と密接な関連をもっている。一方、Ｆｅ−Ａｌ−
Ｓｉ三元合金は、山本：電気学会論文集，ｖｏｌ．５
（１９４４），１７５．等に報告されているように、透
磁率等の磁気特性が成分比によって特徴的に変化するこ
とが知られている。この成分系の制振性能を内部摩擦値
（１／Ｑ）を測定する方法で調べると、図７に示すよう
な結果が得られる。同図はＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ三元合金の
内部摩擦値（試験片を横振動基本モードの節の位置で２
本の細線で支持し、真空中での振動の自由減衰曲線から
内部摩擦値を求める方法）を等高線表示したもので、図
中の各曲線は内部摩擦値が等しい点を結んだものであ
り、各曲線に付したマスの中の数字は、内部摩擦値を×
（１／１０3）の単位で表示したものである。これによ
れば、Ｆｅに対しＡｌ，Ｓｉを所定の範囲で複合添加す
ることにより、それぞれの単独添加では得られない優れ
た制振性が得られることが判る。
明する。Ｆｅ系制振合金の多くは、振動が加わったとき
の磁壁の非可逆的移動による磁気−機械的ヒステリシス
を振動エネルギー吸収に利用するものであり、これは磁
気特性と密接な関連をもっている。一方、Ｆｅ−Ａｌ−
Ｓｉ三元合金は、山本：電気学会論文集，ｖｏｌ．５
（１９４４），１７５．等に報告されているように、透
磁率等の磁気特性が成分比によって特徴的に変化するこ
とが知られている。この成分系の制振性能を内部摩擦値
（１／Ｑ）を測定する方法で調べると、図７に示すよう
な結果が得られる。同図はＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ三元合金の
内部摩擦値（試験片を横振動基本モードの節の位置で２
本の細線で支持し、真空中での振動の自由減衰曲線から
内部摩擦値を求める方法）を等高線表示したもので、図
中の各曲線は内部摩擦値が等しい点を結んだものであ
り、各曲線に付したマスの中の数字は、内部摩擦値を×
（１／１０3）の単位で表示したものである。これによ
れば、Ｆｅに対しＡｌ，Ｓｉを所定の範囲で複合添加す
ることにより、それぞれの単独添加では得られない優れ
た制振性が得られることが判る。
【００１２】本発明では図７の結果に基づき、制振特性
（内部摩擦値）として（１／Ｑ）＞４×１／１０3を得
る場合にはＡｌ・Ｓｉを図１の範囲（但し、Ｓｉ：０．
２０ｗｔ％以下の範囲を除く）に、（１／Ｑ）＞６×１
／１０3を得る場合にはＡｌ・Ｓｉを図２の範囲（但
し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以下の範囲を除く）に、（１
／Ｑ）＞８×１／１０3を得る場合にはＡｌ・Ｓｉを図
３の範囲（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以下の範囲を除
く）に、（１／Ｑ）＞１×１／１０2を得る場合にはＡ
ｌ・Ｓｉを図４の範囲（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以
下の範囲を除く）に、（１／Ｑ）＞１．２×１／１０2
を得る場合にはＡｌ・Ｓｉを図５の範囲（但し、Ｓｉ：
０．２０ｗｔ％以下の範囲を除く）に、（１／Ｑ）＞
１．４×１／１０2を得る場合にはＡｌ・Ｓｉを図６の
範囲に、それぞれ規定する。
（内部摩擦値）として（１／Ｑ）＞４×１／１０3を得
る場合にはＡｌ・Ｓｉを図１の範囲（但し、Ｓｉ：０．
２０ｗｔ％以下の範囲を除く）に、（１／Ｑ）＞６×１
／１０3を得る場合にはＡｌ・Ｓｉを図２の範囲（但
し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以下の範囲を除く）に、（１
／Ｑ）＞８×１／１０3を得る場合にはＡｌ・Ｓｉを図
３の範囲（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以下の範囲を除
く）に、（１／Ｑ）＞１×１／１０2を得る場合にはＡ
ｌ・Ｓｉを図４の範囲（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以
下の範囲を除く）に、（１／Ｑ）＞１．２×１／１０2
を得る場合にはＡｌ・Ｓｉを図５の範囲（但し、Ｓｉ：
０．２０ｗｔ％以下の範囲を除く）に、（１／Ｑ）＞
１．４×１／１０2を得る場合にはＡｌ・Ｓｉを図６の
範囲に、それぞれ規定する。
【００１３】さらに、本発明では上記合金にＣｕを０．
１〜１．５ｗｔ％添加する。このＣｕの添加により強度
と靭性を同時に改善することができる。Ｃｕが０．１ｗ
ｔ％未満では高度と靭性の改善が十分ではなく、一方、
１．５ｗｔ％を超えると靭性が急激に劣化する。このＣ
ｕの有効な添加量は、図８に示すＣｕ添加量と強度との
関係（Ｃｕ無添加材との強度の差を示す）および図９に
示すＣｕ添加量と靭性との関係（Ｃｕ無添加材との破面
遷移温度の差を示す）からも判るように上記のベース成
分に拘りなく不変であり、このためＣｕの添加量は０．
１〜１．５ｗｔ％と規定した。
１〜１．５ｗｔ％添加する。このＣｕの添加により強度
と靭性を同時に改善することができる。Ｃｕが０．１ｗ
ｔ％未満では高度と靭性の改善が十分ではなく、一方、
１．５ｗｔ％を超えると靭性が急激に劣化する。このＣ
ｕの有効な添加量は、図８に示すＣｕ添加量と強度との
関係（Ｃｕ無添加材との強度の差を示す）および図９に
示すＣｕ添加量と靭性との関係（Ｃｕ無添加材との破面
遷移温度の差を示す）からも判るように上記のベース成
分に拘りなく不変であり、このためＣｕの添加量は０．
１〜１．５ｗｔ％と規定した。
【００１４】また、その他の不純物については、以下の
ような観点から規制することが望ましい。Ｃは侵入型固
溶元素であり、磁壁の易動度を減少させ、制振特性を劣
化させるため、０．０１ｗｔ％以下とすることが望まし
い。ＮもＣと同様の理由で制振性能を劣化させるため、
０．０１ｗｔ％以下とすることが望ましい。
ような観点から規制することが望ましい。Ｃは侵入型固
溶元素であり、磁壁の易動度を減少させ、制振特性を劣
化させるため、０．０１ｗｔ％以下とすることが望まし
い。ＮもＣと同様の理由で制振性能を劣化させるため、
０．０１ｗｔ％以下とすることが望ましい。
【００１５】ＯもＣ，Ｎと同様の理由で制振性能を劣化
させるため、０．０１ｗｔ％以下とすることが望まし
い。Ｐは粒界に偏析し、加工性を劣化させるため、０．
０１ｗｔ％以下とすることが望ましい。Ｓは熱間加工性
を劣化させるため、０．０１ｗｔ％以下とすることが望
ましい。 なお、Ｃｕ添加鋼は熱間割れを起こすことが
あり、これを防止するため１％以下のＮｉを添加するこ
とは本発明の効果を何ら損なうものではない。
させるため、０．０１ｗｔ％以下とすることが望まし
い。Ｐは粒界に偏析し、加工性を劣化させるため、０．
０１ｗｔ％以下とすることが望ましい。Ｓは熱間加工性
を劣化させるため、０．０１ｗｔ％以下とすることが望
ましい。 なお、Ｃｕ添加鋼は熱間割れを起こすことが
あり、これを防止するため１％以下のＮｉを添加するこ
とは本発明の効果を何ら損なうものではない。
【００１６】
【実施例】表１ないし表６に示す化学組成の本発明合金
及び比較合金（いずれも、Ｃ：１０〜３０ｐｐｍ，Ｎ：
２〜３０ｐｐｍ）について、制振特性を評価するための
内部摩擦値（１／Ｑ）とシャルピー衝撃値および引張強
度を測定した。各合金は溶製後、鋳型にて鋼塊とし、こ
れを１２００℃に加熱後、厚さ１５ｍｍまで熱間圧延し
た。この熱間圧延材を１０５０℃で焼準した後、圧延方
向から１０×１０×５５ｍｍのシャルピーＶノッチ試験
片を採取し、靭性を評価した。
及び比較合金（いずれも、Ｃ：１０〜３０ｐｐｍ，Ｎ：
２〜３０ｐｐｍ）について、制振特性を評価するための
内部摩擦値（１／Ｑ）とシャルピー衝撃値および引張強
度を測定した。各合金は溶製後、鋳型にて鋼塊とし、こ
れを１２００℃に加熱後、厚さ１５ｍｍまで熱間圧延し
た。この熱間圧延材を１０５０℃で焼準した後、圧延方
向から１０×１０×５５ｍｍのシャルピーＶノッチ試験
片を採取し、靭性を評価した。
【００１７】また、鋼塊の一部を厚さ６ｍｍまで熱間圧
延し、これを１０５０℃に焼準した後、圧延方向からＪ
ＩＳ５号引張試験片を切り出し、引張強度を評価した。
また、同じ熱間圧延材から０．８×１０×１００ｍｍの
板を切り出し、１０５０℃で真空焼鈍して内部摩擦測定
用の試験片とした。内部摩擦の測定は、試験片を横振動
基本モードの節の位置で２本の細線によって支持し、真
空中で振動の自由減衰曲線を求めることで行った。
延し、これを１０５０℃に焼準した後、圧延方向からＪ
ＩＳ５号引張試験片を切り出し、引張強度を評価した。
また、同じ熱間圧延材から０．８×１０×１００ｍｍの
板を切り出し、１０５０℃で真空焼鈍して内部摩擦測定
用の試験片とした。内部摩擦の測定は、試験片を横振動
基本モードの節の位置で２本の細線によって支持し、真
空中で振動の自由減衰曲線を求めることで行った。
【００１８】表１〜表５に引張強度、シャルピー試験破
面遷移温度および内部摩擦値を示す。なお、表１〜表５
のうち、表１は内部摩擦値（１／Ｑ）＞１．４×１／１
０2、表２は内部摩擦値（１／Ｑ）＞１．２×１／１
０2、表３は内部摩擦値（１／Ｑ）＞１．０×１／１
０2 、表４は内部摩擦値（１／Ｑ）＞６×１／１０3、表
５は内部摩擦値（１／Ｑ）＞４×１／１０3がそれぞれ
得られる合金系を示している。これらによれば、Ｆｅ−
Ａｌ−Ｓｉ合金にＣｕを適量添加することにより、制振
性能を確保しつつ、強度と靭性を効果的に改善できるこ
とが判る。
面遷移温度および内部摩擦値を示す。なお、表１〜表５
のうち、表１は内部摩擦値（１／Ｑ）＞１．４×１／１
０2、表２は内部摩擦値（１／Ｑ）＞１．２×１／１
０2、表３は内部摩擦値（１／Ｑ）＞１．０×１／１
０2 、表４は内部摩擦値（１／Ｑ）＞６×１／１０3、表
５は内部摩擦値（１／Ｑ）＞４×１／１０3がそれぞれ
得られる合金系を示している。これらによれば、Ｆｅ−
Ａｌ−Ｓｉ合金にＣｕを適量添加することにより、制振
性能を確保しつつ、強度と靭性を効果的に改善できるこ
とが判る。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】
【表３】
【００２２】
【００２３】
【表４】
【００２４】
【表５】
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の合金はＦｅ
−Ａｌ−Ｓｉ系制振合金とほぼ同等の優れた制振性能を
有するとともに、優れた靭性および強度を有しており、
振動、騒音防止用構造材料として有用なものである。
−Ａｌ−Ｓｉ系制振合金とほぼ同等の優れた制振性能を
有するとともに、優れた靭性および強度を有しており、
振動、騒音防止用構造材料として有用なものである。
【図１】本発明の規定するＡｌ・Ｓｉの範囲を示す図面
【図２】本発明の規定するＡｌ・Ｓｉの範囲を示す図面
【図３】本発明の規定するＡｌ・Ｓｉの範囲を示す図面
【図４】本発明の規定するＡｌ・Ｓｉの範囲を示す図面
【図５】本発明の規定するＡｌ・Ｓｉの範囲を示す図面
【図６】本発明の規定するＡｌ・Ｓｉの範囲を示す図面
【図７】Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金系の内部摩擦値を等高線
表示したグラフ
表示したグラフ
【図８】各種組成のＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金についてＣｕ
添加量が強度に及ぼす影響を、Ｃｕ無添加材との強度の
差で示すグラフ
添加量が強度に及ぼす影響を、Ｃｕ無添加材との強度の
差で示すグラフ
【図９】各種組成のＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金についてＣｕ
添加量が靭性に及ぼす影響を、Ｃｕ無添加材との破面遷
移温度の差で示すグラフ
添加量が靭性に及ぼす影響を、Ｃｕ無添加材との破面遷
移温度の差で示すグラフ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−134308（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−80320（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−111539（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60
Claims (6)
- 【請求項１】 図１に示すように点Ａ4（Ａｌ：７．０
５ｗｔ％，Ｓｉ：０．９５ｗｔ％）、Ｂ4（Ａｌ：６．
５０ｗｔ％，Ｓｉ：１．１０ｗｔ％）、Ｃ4（Ａｌ：
４．７０ｗｔ％，Ｓｉ：２．７５ｗｔ％）、Ｄ4（Ａ
ｌ：２．２５ｗｔ％，Ｓｉ：２．４５ｗｔ％）、Ｅ
4（Ａｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：４．５０ｗｔ％）、Ａ0（Ａ
ｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）、Ｂ0（Ａｌ：８．０
０ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）で囲まれる範囲内のＡｌ・
Ｓｉ（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以下の範囲を除
く）、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ％、残部Ｆｅ及び不可
避的不純物からなる高強度、高靭性制振合金。 - 【請求項２】 図２に示すように点Ａ6（Ａｌ：７．４
０ｗｔ％，Ｓｉ：０．６０ｗｔ％）、Ｂ6（Ａｌ：４．
７５ｗｔ％，Ｓｉ：１．００ｗｔ％）、Ｃ6（Ａｌ：
３．７５ｗｔ％，Ｓｉ：１．９０ｗｔ％）、Ｄ6（Ａ
ｌ：２．１５ｗｔ％，Ｓｉ：２．１５ｗｔ％）、Ｅ
6（Ａｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：４．００ｗｔ％）、Ａ0（Ａ
ｌ：０ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）、Ｂ0（Ａｌ：８．０
０ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）で囲まれる範囲内のＡｌ・
Ｓｉ（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以下の範囲を除
く）、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ％、残部Ｆｅ及び不可
避的不純物からなる高強度、高靭性制振合金。 - 【請求項３】 図３に示すように点Ａ8（Ａｌ：６．３
０ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）、Ｂ8（Ａｌ：６．３０ｗ
ｔ％，Ｓｉ：０．５０ｗｔ％）、Ｃ8（Ａｌ：２．７５
ｗｔ％，Ｓｉ：１．２０ｗｔ％）、Ｄ8（Ａｌ：０ｗｔ
％，Ｓｉ：３．５０ｗｔ％）、Ｅ8（Ａｌ：０ｗｔ％，
Ｓｉ：０．６０ｗｔ％）、Ｆ8（Ａｌ：０．７０ｗｔ
％，Ｓｉ：０ｗｔ％）で囲まれる範囲内のＡｌ・Ｓｉ
（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以下の範囲を除く）、Ｃ
ｕ：０．１〜１．５ｗｔ％、残部Ｆｅ及び不可避的不純
物からなる高強度、高靭性制振合金。 - 【請求項４】 図４に示すように点Ａ10（Ａｌ：４．８
０ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）、Ｂ10（Ａｌ：４．８０ｗ
ｔ％，Ｓｉ：０．７０ｗｔ％）、Ｃ10（Ａｌ：２．９０
ｗｔ％，Ｓｉ：１．００ｗｔ％）、Ｄ10（Ａｌ：１．３
５ｗｔ％，Ｓｉ：２．０５ｗｔ％）、Ｅ10（Ａｌ：０．
５５ｗｔ％，Ｓｉ：２．００ｗｔ％）、Ｆ10（Ａｌ：０
ｗｔ％，Ｓｉ：２．４０ｗｔ％）、Ｇ10（Ａｌ：０ｗｔ
％，Ｓｉ：０．８０ｗｔ％）、Ｈ10（Ａｌ：０．５５ｗ
ｔ％，Ｓｉ：０．２５ｗｔ％）、Ｉ10（Ａｌ：１．６０
ｗｔ％，Ｓｉ：０．３５ｗｔ％）、Ｊ10（Ａｌ：２．２
５ｗｔ％，Ｓｉ：０ｗｔ％）で囲まれる範囲内のＡｌ・
Ｓｉ（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以下の範囲を除
く）、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ％、残部Ｆｅ及び不可
避的不純物からなる高強度、高靭性制振合金。 - 【請求項５】 図５に示すように点Ａ12（Ａｌ：４．５
５ｗｔ％，Ｓｉ：０．１０ｗｔ％）、Ｂ12（Ａｌ：４．
５５ｗｔ％，Ｓｉ：０．６０ｗｔ％）、Ｃ12（Ａｌ：
２．３５ｗｔ％，Ｓｉ：１．００ｗｔ％）、Ｄ12（Ａ
ｌ：１．１０ｗｔ％，Ｓｉ：１．９５ｗｔ％）、Ｅ
12（Ａｌ：１．１０ｗｔ％，Ｓｉ：１．３５ｗｔ％）、
Ｆ12（Ａｌ：２．４０ｗｔ％，Ｓｉ：０．１０ｗｔ％）
で囲まれる範囲内および点Ｇ12（Ａｌ：０ｗｔ％，Ｓ
ｉ：１．０５ｗｔ％）、Ｈ12（Ａｌ：０．６０ｗｔ％，
Ｓｉ：０．３５ｗｔ％）、Ｉ12（Ａｌ：０．９０ｗｔ
％，Ｓｉ：０．４０ｗｔ％）、Ｊ12（Ａｌ：０．３０ｗ
ｔ％，Ｓｉ：２．０５ｗｔ％）、Ｋ12（Ａｌ：０ｗｔ
％，Ｓｉ：２．３０ｗｔ％）で囲まれる範囲内のＡｌ・
Ｓｉ（但し、Ｓｉ：０．２０ｗｔ％以下の範囲を除
く）、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ％、残部Ｆｅ及び不可
避的不純物からなる高強度、高靭性制振合金。 - 【請求項６】 図６に示すように点Ａ14（Ａｌ：４．１
５ｗｔ％，Ｓｉ：０．２０ｗｔ％）、Ｂ14（Ａｌ：４．
１５ｗｔ％，Ｓｉ：０．６０ｗｔ％）、Ｃ14（Ａｌ：
２．３０ｗｔ％，Ｓｉ：０．９０ｗｔ％）、Ｄ14（Ａ
ｌ：１．２０ｗｔ％，Ｓｉ：１．７５ｗｔ％）、Ｅ
14（Ａｌ：１．２０ｗｔ％，Ｓｉ：１．３５ｗｔ％）、
Ｆ14（Ａｌ：２．７０ｗｔ％，Ｓｉ：０．２０ｗｔ％）
で囲まれる範囲内および点Ｇ14（Ａｌ：０ｗｔ％，Ｓ
ｉ：１．１５ｗｔ％）、Ｈ14（Ａｌ：０．６０ｗｔ％，
Ｓｉ：０．４０ｗｔ％）、Ｉ14（Ａｌ：０．８０ｗｔ
％，Ｓｉ：０．４５ｗｔ％）、Ｊ14（Ａｌ：０ｗｔ％，
Ｓｉ：２．２０ｗｔ％）で囲まれる範囲内のＡｌ・Ｓ
ｉ、Ｃｕ：０．１〜１．５ｗｔ％、残部Ｆｅ及び不可避
的不純物からなる高強度、高靭性制振合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4277949A JP2792364B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 高強度、高靭性制振合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4277949A JP2792364B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 高強度、高靭性制振合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06100988A JPH06100988A (ja) | 1994-04-12 |
| JP2792364B2 true JP2792364B2 (ja) | 1998-09-03 |
Family
ID=17590522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4277949A Expired - Lifetime JP2792364B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 高強度、高靭性制振合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2792364B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5095181B2 (ja) * | 2006-11-17 | 2012-12-12 | シャープ株式会社 | 画像処理装置、液晶表示装置および画像処理装置の制御方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5930783B2 (ja) * | 1975-05-19 | 1984-07-28 | （財） 電気磁気材料研究所 | 吸振合金 |
| JP2617000B2 (ja) * | 1989-09-25 | 1997-06-04 | 川崎製鉄株式会社 | 振動減衰特性に優れた溶接構造用鋼板 |
| JPH0726148B2 (ja) * | 1990-07-23 | 1995-03-22 | 川崎製鉄株式会社 | 高振動減衰能を有する溶接構造用鋼の製造方法 |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP4277949A patent/JP2792364B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06100988A (ja) | 1994-04-12 |
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