JP2813887B2 - 高い電気比抵抗値をもつ電熱体用材料 - Google Patents
高い電気比抵抗値をもつ電熱体用材料Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、加熱炉の発熱体や、その他一般電気発熱体
として使用されるFe−Cr−Al系合金の改良に関する。
として使用されるFe−Cr−Al系合金の改良に関する。
（従来の技術） Fe−Cr−Al系合金は、電気比抵抗値が大きく、且つ大
気中で高温酸化された場合、合金表面に化学的に安定で
絶縁性の高いアルミナ酸化膜が形成され、耐酸化性が優
れているため、加熱炉のヒータ−エレメントや炉内部品
或は家電製品の電熱線等に広く使用されており、また最
近では高温排ガス、浄化装置用の構造材料として利用さ
れている。
気中で高温酸化された場合、合金表面に化学的に安定で
絶縁性の高いアルミナ酸化膜が形成され、耐酸化性が優
れているため、加熱炉のヒータ−エレメントや炉内部品
或は家電製品の電熱線等に広く使用されており、また最
近では高温排ガス、浄化装置用の構造材料として利用さ
れている。
Fe−Cr−Al系電熱合金は、一般にCr:10〜30重量％、A
l:2.5〜８重量％、残部Feであり、この範囲のものが使
用する高温で酸化しにくいこと、機械的性質が良く、塑
性加工が容易であること、電気比抵抗値が高いこと等の
電熱合金の必要条件を備えている。又一般的には、Alや
Crの含有量が高いほどこれらの特性値は高い値を示す。
l:2.5〜８重量％、残部Feであり、この範囲のものが使
用する高温で酸化しにくいこと、機械的性質が良く、塑
性加工が容易であること、電気比抵抗値が高いこと等の
電熱合金の必要条件を備えている。又一般的には、Alや
Crの含有量が高いほどこれらの特性値は高い値を示す。
しかしながら、Fe−Cr−Al系電熱合金の諸特性は、Al
やCrの含有量だけでなく、含有する微量不純物、微量添
加元素あるいは溶解方法、加工熱処理方法等に依存する
ことが大きいこともまた周知のとおりで高品質、高特性
のFe−Cr−Al系電熱合金の製造には高度の技術を要する
ものとされている。
やCrの含有量だけでなく、含有する微量不純物、微量添
加元素あるいは溶解方法、加工熱処理方法等に依存する
ことが大きいこともまた周知のとおりで高品質、高特性
のFe−Cr−Al系電熱合金の製造には高度の技術を要する
ものとされている。
電熱体材料に要求される最も重量な特性の１つが高い
電気比抵抗値を有することである。これは、高い電気比
抵抗値を有することにより、同じ抵抗値を得るために重
量を少なくすることができるために重要である。現在、
一般に電熱線等に使用されている電熱体材料は、Ni−Cr
系合金と本発明に関係するFe−Cr−Al系合金であり、そ
れらの電気比抵抗値はNi−Cr系合金の場合、110μΩ・c
m程度、Fe−Cr−Al系合金の場合、最高160μΩ・cm程度
である。
電気比抵抗値を有することである。これは、高い電気比
抵抗値を有することにより、同じ抵抗値を得るために重
量を少なくすることができるために重要である。現在、
一般に電熱線等に使用されている電熱体材料は、Ni−Cr
系合金と本発明に関係するFe−Cr−Al系合金であり、そ
れらの電気比抵抗値はNi−Cr系合金の場合、110μΩ・c
m程度、Fe−Cr−Al系合金の場合、最高160μΩ・cm程度
である。
一般に、金属の電気比抵抗値を上げるには、合金元素
を鋼中に固溶させる手段及び冷間加工、時効硬化等によ
り鋼中に歪を付与させる手段が考えられる。しかし、後
者の方法において、従来方法では、温度を上昇させるこ
とにより歪が解放してしまい、電気比抵抗値が低下して
しまうという欠点があった。
を鋼中に固溶させる手段及び冷間加工、時効硬化等によ
り鋼中に歪を付与させる手段が考えられる。しかし、後
者の方法において、従来方法では、温度を上昇させるこ
とにより歪が解放してしまい、電気比抵抗値が低下して
しまうという欠点があった。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は、Fe−Cr−Al系合金において、従来知られて
いる電気比抵抗値より高い電熱体用材料を提供すべく種
々検討した結果、Al2O3を鋼中に均等に分散させた材料
は、高温に保持しても歪の解放を起こさず、高い電気比
抵抗値を高温まで維持できることを見出し、本発明を完
成したもので、本発明の目的はFe−Cr−Al系合金におい
て、従来この種の合金では望み得なかった高い電気比抵
抗値をもつ電熱体用材料を提供するものである。
いる電気比抵抗値より高い電熱体用材料を提供すべく種
々検討した結果、Al2O3を鋼中に均等に分散させた材料
は、高温に保持しても歪の解放を起こさず、高い電気比
抵抗値を高温まで維持できることを見出し、本発明を完
成したもので、本発明の目的はFe−Cr−Al系合金におい
て、従来この種の合金では望み得なかった高い電気比抵
抗値をもつ電熱体用材料を提供するものである。
（課題を解決するための手段） すなわち、本発明は、Cr:10〜30重量％、Al:2.5〜15
重量％、残部Fe及び不可避的不純物からなる鋼中に容量
でAl2O30.5〜５容量％を均等に分散させたことを特徴と
する電熱体用材料である。
重量％、残部Fe及び不可避的不純物からなる鋼中に容量
でAl2O30.5〜５容量％を均等に分散させたことを特徴と
する電熱体用材料である。
本発明について詳細に説明する。
本発明において、Al2O3が分散するFe−Cr−Al系合金
としては、Cr:10〜30重量％、Al:2.5〜15重量％、残部F
e及び不可避的不純物からなる鋼である。このような成
分とした理由は、加工性を損ねない範囲で電気比抵抗値
を高く、又、耐食性、耐高温酸化性を付与できるためで
ある。
としては、Cr:10〜30重量％、Al:2.5〜15重量％、残部F
e及び不可避的不純物からなる鋼である。このような成
分とした理由は、加工性を損ねない範囲で電気比抵抗値
を高く、又、耐食性、耐高温酸化性を付与できるためで
ある。
この鋼中に均一に分散させるAl2O3の粒径としては、
大きいと加工性が劣るので小さいことが好ましく、通常
10μｍ以下が適当である。Al2O3の分散量としては少な
すぎると歪の解放が速いために高い電気比抵抗を高温ま
で維持できず、また多すぎると加工性に問題を生ずる。
大きいと加工性が劣るので小さいことが好ましく、通常
10μｍ以下が適当である。Al2O3の分散量としては少な
すぎると歪の解放が速いために高い電気比抵抗を高温ま
で維持できず、また多すぎると加工性に問題を生ずる。
本発明においてはAl2O3の量としては0.5〜５容量％の
範囲で用いることにより上記の問題点を解消することが
できた。
範囲で用いることにより上記の問題点を解消することが
できた。
本発明の材料の製造方法としては、特に限定されるも
のではないが、Al2O3量のコントロールが容易に行なえ
る点から粉末冶金法によるのが適している。
のではないが、Al2O3量のコントロールが容易に行なえ
る点から粉末冶金法によるのが適している。
（作 用） 一般に、金属の電気比抵抗値を上げるには、 １）Cr、Al等の合金元素を鋼中に固溶させる。
２）冷間加工、時効硬化等により鋼中に歪を付与させる
ことが考えられる。本発明は、２）の鋼中に歪を付与さ
せる方法を応用しており、先に述べたように、鋼中にAl
2O3を均等に分散させると、高温状態においても、Al2O3
の存在により結晶粒が成長せず、冷間加工を加えること
による製造時の歪は結晶粒にたまり、その結果、温度を
上昇してもその歪の解放が起こらず、高い電気比抵抗値
を維持できるものと思われる。
ことが考えられる。本発明は、２）の鋼中に歪を付与さ
せる方法を応用しており、先に述べたように、鋼中にAl
2O3を均等に分散させると、高温状態においても、Al2O3
の存在により結晶粒が成長せず、冷間加工を加えること
による製造時の歪は結晶粒にたまり、その結果、温度を
上昇してもその歪の解放が起こらず、高い電気比抵抗値
を維持できるものと思われる。
本発明材料１と比較材料６の1000℃に加熱したときの
ミクロ金属組織を第１図、第２図に示す。
ミクロ金属組織を第１図、第２図に示す。
実施例 第１表に示す成分の供試材を本発明鋼は粉末冶金法に
より、また、比較鋼は溶製法によりそれぞれ製造した。
粉末冶金法とは、Fe粉、Cr粉、一部Al2O3を含むAl粉を
Ｖ型ミキサーにて混合し、その後双ロール間に挿入して
0.5mmに粉末圧延し、焼結・冷間圧延を経て最終0.2mmの
板を製造し、さらに1000℃×５分の熱処理をした方法を
いう。溶製法とは、大気誘導炉で溶解し、8mmに鍛造
し、熱間圧延、冷間圧延を経て最終0.2mmの板を製造
し、同様に1000℃〜５分の熱処理をした方法をいう。
より、また、比較鋼は溶製法によりそれぞれ製造した。
粉末冶金法とは、Fe粉、Cr粉、一部Al2O3を含むAl粉を
Ｖ型ミキサーにて混合し、その後双ロール間に挿入して
0.5mmに粉末圧延し、焼結・冷間圧延を経て最終0.2mmの
板を製造し、さらに1000℃×５分の熱処理をした方法を
いう。溶製法とは、大気誘導炉で溶解し、8mmに鍛造
し、熱間圧延、冷間圧延を経て最終0.2mmの板を製造
し、同様に1000℃〜５分の熱処理をした方法をいう。
これらの材料をJIS C2526に基づいて、室温での電気
比抵抗値を測定した。その結果を同じく第１表に示す。
第１表より明らかなように、本発明鋼は比較鋼よりも電
気比抵抗値が大きいことがわかる。
比抵抗値を測定した。その結果を同じく第１表に示す。
第１表より明らかなように、本発明鋼は比較鋼よりも電
気比抵抗値が大きいことがわかる。
（発明の効果） 以上述べたように、本発明は、特定のFe−Cr−Al係合
金からなる鋼中にAl2O3を均等に分散させたことにより
極めて高い電気比抵抗値を有する電熱体用材料を提供す
ることができるのである。
金からなる鋼中にAl2O3を均等に分散させたことにより
極めて高い電気比抵抗値を有する電熱体用材料を提供す
ることができるのである。
第１図は実施例の本発明材料１のミクロ金属組織写真、
第２図は比較材料６のミクロ材料組織写真である。
第２図は比較材料６のミクロ材料組織写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−284035（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−221303（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 H05B 3/12
Claims (1)
- 【請求項１】Cr:10〜30重量％、Al:2.5〜15重量％、残
部Fe及び不可避的不純物からなる鋼中に容量でAl2O30.5
〜５容量％を均等に分散させたことを特徴とする電熱体
用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP64000422A JP2813887B2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 高い電気比抵抗値をもつ電熱体用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP64000422A JP2813887B2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 高い電気比抵抗値をもつ電熱体用材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02182864A JPH02182864A (ja) | 1990-07-17 |
| JP2813887B2 true JP2813887B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=11473367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP64000422A Expired - Lifetime JP2813887B2 (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 高い電気比抵抗値をもつ電熱体用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2813887B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2782096B1 (fr) * | 1998-08-07 | 2001-05-18 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'un alliage intermetallique fer-aluminium renforce par des dispersoides de ceramique et alliage ainsi obtenu |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61221303A (ja) * | 1985-03-27 | 1986-10-01 | Riken Corp | 酸化物分散Ｆｅ基高合金の製造方法 |
| JPH0653908B2 (ja) * | 1986-06-02 | 1994-07-20 | 日立金属株式会社 | Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金焼結体の製造法 |
-
1989
- 1989-01-06 JP JP64000422A patent/JP2813887B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02182864A (ja) | 1990-07-17 |
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