JP3316024B2 - 高膨張特性を呈するＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金 - Google Patents
高膨張特性を呈するＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、温度センサー，温度補
償部品等の高膨張側材料として各種電気製品に組み込ま
れるＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金に関する。
償部品等の高膨張側材料として各種電気製品に組み込ま
れるＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】高膨張合金は、機械的圧接，溶接接合等
によってＦｅ−Ｎｉ系のいわゆるアンバー型低膨張合金
や普通鋼，ステンレス鋼等と張り合せた複合部材として
使用されている。たとえば、複合部材のバイメタル機能
を利用し、温度センサーや温度補償部品として各種電気
製品等に組み込まれている。この種の高膨張合金として
は、たとえばＪＩＳ Ｃ２５３０に規定されているよう
にＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金が代表的な材料である。Ｆｅ
−Ｎｉ−Ｍｎ系高膨張合金は、Ｆｅ−３６％Ｎｉ等の低
膨張合金と組み合わせることにより、高感度バイメタル
となる。
によってＦｅ−Ｎｉ系のいわゆるアンバー型低膨張合金
や普通鋼，ステンレス鋼等と張り合せた複合部材として
使用されている。たとえば、複合部材のバイメタル機能
を利用し、温度センサーや温度補償部品として各種電気
製品等に組み込まれている。この種の高膨張合金として
は、たとえばＪＩＳ Ｃ２５３０に規定されているよう
にＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金が代表的な材料である。Ｆｅ
−Ｎｉ−Ｍｎ系高膨張合金は、Ｆｅ−３６％Ｎｉ等の低
膨張合金と組み合わせることにより、高感度バイメタル
となる。
【０００３】従来から使用されているＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ
系高膨張合金は、一般的には２０〜２２重量％のＮｉを
含有するＦｅ−Ｎｉ系合金にＭｎを添加した合金が主体
であり、たとえばＦｅ−２０％Ｎｉ−６％Ｍｎ系合金が
バイメタルの高膨張側素材として使用されている。バイ
メタル用素材として要求される特性は、３０〜３００℃
の温度範囲における熱膨張係数と室温での電気抵抗率で
ある。具体的には、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系高膨張合金に
は、３０〜３００℃の熱膨張係数が２０．０〜２２．０
×１０-6／℃，室温での電気抵抗率は０．７０〜０．８
２μΩ・ｍの特性を有する素材が要求される。
系高膨張合金は、一般的には２０〜２２重量％のＮｉを
含有するＦｅ−Ｎｉ系合金にＭｎを添加した合金が主体
であり、たとえばＦｅ−２０％Ｎｉ−６％Ｍｎ系合金が
バイメタルの高膨張側素材として使用されている。バイ
メタル用素材として要求される特性は、３０〜３００℃
の温度範囲における熱膨張係数と室温での電気抵抗率で
ある。具体的には、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系高膨張合金に
は、３０〜３００℃の熱膨張係数が２０．０〜２２．０
×１０-6／℃，室温での電気抵抗率は０．７０〜０．８
２μΩ・ｍの特性を有する素材が要求される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の高膨張合金とし
て使用されているＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金は、６重量％
と多量のＭｎを含有している。そのため、溶製時に耐火
物の溶損が激しく、またＭｎヒューム発生等の製造上の
問題もある。この製造困難性は、高価なＮｉを多量に含
んでいることと相俟つて、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金のコ
ストを上昇させる原因となり、経済面から使用形態に制
約を受ける。そこで、Ｆｅ−２０％Ｎｉ−６％Ｍｎ合金
と同等の熱膨張特性を示し、Ｍｎ含有量を低減すること
により製造性を改善し、且つＮｉ含有量の節減によって
素材コストを抑え、しかもＦｅ−２０％Ｎｉ−６％Ｍｎ
合金に匹敵する優れた熱膨張特性及び電気抵抗率を示す
安価なバイメタル用高膨張合金の開発が強く要望されて
いる。本発明は、このような要望に応えるべく開発され
たものであり、Ｃ，Ｎ，Ｃｒ等を適量添加することによ
って、低Ｎｉ及び低Ｍｎであってもオーステナイト単相
組織を安定させ、高い熱膨張係数を示すＦｅ−Ｎｉ−Ｍ
ｎ系合金を提供することを目的とする。
て使用されているＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金は、６重量％
と多量のＭｎを含有している。そのため、溶製時に耐火
物の溶損が激しく、またＭｎヒューム発生等の製造上の
問題もある。この製造困難性は、高価なＮｉを多量に含
んでいることと相俟つて、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金のコ
ストを上昇させる原因となり、経済面から使用形態に制
約を受ける。そこで、Ｆｅ−２０％Ｎｉ−６％Ｍｎ合金
と同等の熱膨張特性を示し、Ｍｎ含有量を低減すること
により製造性を改善し、且つＮｉ含有量の節減によって
素材コストを抑え、しかもＦｅ−２０％Ｎｉ−６％Ｍｎ
合金に匹敵する優れた熱膨張特性及び電気抵抗率を示す
安価なバイメタル用高膨張合金の開発が強く要望されて
いる。本発明は、このような要望に応えるべく開発され
たものであり、Ｃ，Ｎ，Ｃｒ等を適量添加することによ
って、低Ｎｉ及び低Ｍｎであってもオーステナイト単相
組織を安定させ、高い熱膨張係数を示すＦｅ−Ｎｉ−Ｍ
ｎ系合金を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のＦｅ−Ｎｉ−Ｍ
ｎ系合金は、その目的を達成するため、Ｎｉ：９．５〜
２０．４重量％，Ｍｎ：１．０〜９．０重量％，残部Ｆ
ｅのＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系において式（１）で定義される
Ｘ値が１７．５〜２６．５の範囲にあり、Ｃ：０．０２
〜０．５０重量％，Ｎ：０．０１〜０．４０重量％及び
Ｃｒ：０．２〜４．０重量％を含有し、室温状態でオー
ステナイト単相組織が得られるように成分調整されて３
０〜３００℃の熱膨張係数が２０．０×１０-6／℃以上
である。 Ｘ＝１．８９×（％Ｍｎ）＋（％Ｎｉ） ・・・・・（１） 本発明のＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金は、更にＣｕ：０．１
〜４．０重量％，Ｓｉ：０．２〜４．０重量％，Ｔｉ：
０．１〜３．０重量％，Ａｌ：０．１〜３．０重量％及
びＭｏ：０．４〜３．０重量％の１種又は２種以上を含
有することができる。これら合金元素の添加によって、
室温での電気抵抗率を０．７４μΩ・ｍ以上にすること
ができる。
ｎ系合金は、その目的を達成するため、Ｎｉ：９．５〜
２０．４重量％，Ｍｎ：１．０〜９．０重量％，残部Ｆ
ｅのＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系において式（１）で定義される
Ｘ値が１７．５〜２６．５の範囲にあり、Ｃ：０．０２
〜０．５０重量％，Ｎ：０．０１〜０．４０重量％及び
Ｃｒ：０．２〜４．０重量％を含有し、室温状態でオー
ステナイト単相組織が得られるように成分調整されて３
０〜３００℃の熱膨張係数が２０．０×１０-6／℃以上
である。 Ｘ＝１．８９×（％Ｍｎ）＋（％Ｎｉ） ・・・・・（１） 本発明のＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金は、更にＣｕ：０．１
〜４．０重量％，Ｓｉ：０．２〜４．０重量％，Ｔｉ：
０．１〜３．０重量％，Ａｌ：０．１〜３．０重量％及
びＭｏ：０．４〜３．０重量％の１種又は２種以上を含
有することができる。これら合金元素の添加によって、
室温での電気抵抗率を０．７４μΩ・ｍ以上にすること
ができる。
【０００６】
【作用】本発明者等は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金につい
て詳細な調査・研究を行った。Ｆｅ−２０％Ｎｉ−６％
Ｍｎ合金を基準として、Ｎｉ含有量及びＭｎ含有量を減
少させるとき、室温でオーステナイト＋マルテンサイト
の二相組織或いはマルテンサイト単相組織となる。この
成分系にＣ，Ｎ，Ｃｒ等を適量添加することにより、常
温で安定したオーステナイト単相組織が得られる領域が
あり、またオーステナイト単相組織をもつＦｅ−Ｎｉ−
Ｍｎ合金の中でも特に熱膨張係数が高い領域があること
を見い出した。このような知見に基づき、各合金元素の
含有量が定められたものである。Ｎｉ含有量及びＭｎ含
有量の減少に伴って、電気抵抗率が０．７μΩ・ｍ以下
に低下する場合がある。電気抵抗率の低下は、バイメタ
ルの動作不良等の欠点を招く。このような場合、Ｓｉ，
Ａｌ，Ｃｕ，Ｍｏ等を適量添加することによって、電気
抵抗率を増加させる。その結果、実用に供せられるに十
分大きな熱膨張係数及び電気抵抗率をもつＦｅ−Ｎｉ−
Ｍｎ系合金が得られる。
て詳細な調査・研究を行った。Ｆｅ−２０％Ｎｉ−６％
Ｍｎ合金を基準として、Ｎｉ含有量及びＭｎ含有量を減
少させるとき、室温でオーステナイト＋マルテンサイト
の二相組織或いはマルテンサイト単相組織となる。この
成分系にＣ，Ｎ，Ｃｒ等を適量添加することにより、常
温で安定したオーステナイト単相組織が得られる領域が
あり、またオーステナイト単相組織をもつＦｅ−Ｎｉ−
Ｍｎ合金の中でも特に熱膨張係数が高い領域があること
を見い出した。このような知見に基づき、各合金元素の
含有量が定められたものである。Ｎｉ含有量及びＭｎ含
有量の減少に伴って、電気抵抗率が０．７μΩ・ｍ以下
に低下する場合がある。電気抵抗率の低下は、バイメタ
ルの動作不良等の欠点を招く。このような場合、Ｓｉ，
Ａｌ，Ｃｕ，Ｍｏ等を適量添加することによって、電気
抵抗率を増加させる。その結果、実用に供せられるに十
分大きな熱膨張係数及び電気抵抗率をもつＦｅ−Ｎｉ−
Ｍｎ系合金が得られる。
【０００７】Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金は、合金元素の含
有量に応じて、図１に示すように室温組織がオーステナ
イト単相，オーステナイト＋マルテンサイト二相及びマ
ルテンサイト単相になる。オーステナイト領域とオース
テナイト＋マルテンサイト二相領域は、Ｘ＝１．８９×
（％Ｍｎ）＋（％Ｎｉ）で定義されるＸ値によって区分
できる。Ｘ値が２６．５以下になると、オーステナイト
＋マルテンサイト二相組織又はマルテンサイト単相組織
になる。オーステナイト単相組織がオーステナイト＋マ
ルテンサイト二相組織又はマルテンサイト単相組織にな
ることに伴って、熱膨張係数α及び電気抵抗率ρも小さ
くなる。
有量に応じて、図１に示すように室温組織がオーステナ
イト単相，オーステナイト＋マルテンサイト二相及びマ
ルテンサイト単相になる。オーステナイト領域とオース
テナイト＋マルテンサイト二相領域は、Ｘ＝１．８９×
（％Ｍｎ）＋（％Ｎｉ）で定義されるＸ値によって区分
できる。Ｘ値が２６．５以下になると、オーステナイト
＋マルテンサイト二相組織又はマルテンサイト単相組織
になる。オーステナイト単相組織がオーステナイト＋マ
ルテンサイト二相組織又はマルテンサイト単相組織にな
ることに伴って、熱膨張係数α及び電気抵抗率ρも小さ
くなる。
【０００８】なお、図１において、◎は従来のＦｅ−２
０％Ｎｉ−６％Ｍｎ系合金，□は常温でオーステナイト
単相組織をもつ比較合金，△は常温でマルテンサイト単
相組織又はオーステナイト＋マルテンサイト二相組織を
もつ比較合金をそれぞれ示す。また、各マークの横に付
けられた数値は、上段が３０〜３００℃の温度範囲にお
ける熱膨張係数α（×１０-6／℃）を、下段が室温にお
ける電気抵抗率ρ（μΩ・ｍ）を示す。このＦｅ−Ｎｉ
−Ｍｎ三元系に０．２〜４．０重量％のＣｒを含有させ
ると、常温組織，熱膨張係数α及び電気抵抗率ρは、図
２に示すように変わる。図２において、●は本発明に従
った合金を示し、斜線領域が本発明で規定した範囲を示
す。図２を図１と比較するとき、Ｘ値が２６．５以下の
領域においても、オーステナイト単相となり高膨張係数
が得られる領域が存在する。このことから、Ｃｒを含有
させるとき、Ｎｉ含有量及びＭｎ含有量を下げても、室
温でオーステナイト組織が安定した高膨張合金が得られ
ることが判る。また、Ｃ及びＮも同様な傾向を呈し、Ｎ
ｉ含有量及びＭｎ含有量の低減を可能にする。
０％Ｎｉ−６％Ｍｎ系合金，□は常温でオーステナイト
単相組織をもつ比較合金，△は常温でマルテンサイト単
相組織又はオーステナイト＋マルテンサイト二相組織を
もつ比較合金をそれぞれ示す。また、各マークの横に付
けられた数値は、上段が３０〜３００℃の温度範囲にお
ける熱膨張係数α（×１０-6／℃）を、下段が室温にお
ける電気抵抗率ρ（μΩ・ｍ）を示す。このＦｅ−Ｎｉ
−Ｍｎ三元系に０．２〜４．０重量％のＣｒを含有させ
ると、常温組織，熱膨張係数α及び電気抵抗率ρは、図
２に示すように変わる。図２において、●は本発明に従
った合金を示し、斜線領域が本発明で規定した範囲を示
す。図２を図１と比較するとき、Ｘ値が２６．５以下の
領域においても、オーステナイト単相となり高膨張係数
が得られる領域が存在する。このことから、Ｃｒを含有
させるとき、Ｎｉ含有量及びＭｎ含有量を下げても、室
温でオーステナイト組織が安定した高膨張合金が得られ
ることが判る。また、Ｃ及びＮも同様な傾向を呈し、Ｎ
ｉ含有量及びＭｎ含有量の低減を可能にする。
【０００９】以下、本発明のＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金に
含まれる合金元素及びその含有量を説明する。 Ｎｉ： 本発明合金において、オーステナイト単相組織
を得る上で必須の合金元素である。Ｎｉ含有量を９．５
〜２０．４重量％の範囲に維持するとき、高い熱膨張係
数が得られる。Ｎｉ含有量９．５重量％未満では、熱膨
張係数が低くなりすぎ、また電気抵抗率も低下する。逆
に、２０．４重量％を超える多量のＮｉが含有される
と、合金コストが上昇するばかりでなく、インバー効果
によって熱膨張係数の低下がみられる。したがって、本
発明においては、Ｎｉ含有量を９．５〜２０．４重量％
の範囲に規定した。 Ｍｎ： Ｎｉと共同して高熱膨張特性を付与する上で、
有効な合金元素である。室温でオーステナイト単相組織
を得るためには、１．０重量％以上のＭｎを含有するこ
とが必要とされる。しかし、９．０重量％を超える多量
のＭｎが含まれると、合金溶製時に耐火物の侵食等を原
因として製造が困難になる。したがって、本発明におい
ては、Ｍｎ含有量を１．０〜９．０重量％の範囲に規定
した。
含まれる合金元素及びその含有量を説明する。 Ｎｉ： 本発明合金において、オーステナイト単相組織
を得る上で必須の合金元素である。Ｎｉ含有量を９．５
〜２０．４重量％の範囲に維持するとき、高い熱膨張係
数が得られる。Ｎｉ含有量９．５重量％未満では、熱膨
張係数が低くなりすぎ、また電気抵抗率も低下する。逆
に、２０．４重量％を超える多量のＮｉが含有される
と、合金コストが上昇するばかりでなく、インバー効果
によって熱膨張係数の低下がみられる。したがって、本
発明においては、Ｎｉ含有量を９．５〜２０．４重量％
の範囲に規定した。 Ｍｎ： Ｎｉと共同して高熱膨張特性を付与する上で、
有効な合金元素である。室温でオーステナイト単相組織
を得るためには、１．０重量％以上のＭｎを含有するこ
とが必要とされる。しかし、９．０重量％を超える多量
のＭｎが含まれると、合金溶製時に耐火物の侵食等を原
因として製造が困難になる。したがって、本発明におい
ては、Ｍｎ含有量を１．０〜９．０重量％の範囲に規定
した。
【００１０】Ｃ： 室温でオーステナイト単相組織を得
るために必要な合金元素であり、０．０２重量％以上の
Ｃ含有でその効果が顕著になる。しかし、０．５０重量
％を超えて多量のＣを含有させると、熱膨張係数の著し
い低下がみられる。したがって、本発明においては、
０．０２〜０．５０重量％の範囲にＣ含有量を定めた。 Ｎ： 室温でオーステナイト単相組織を得るために、
０．０１重量％以上のＮを含有させることが必要であ
る。オーステナイト組織を安定化するＮの作用は、０．
４０重量％で飽和する。０．４０重量％を超える多量の
Ｎが含有されると、窒化物等の生成がみられ、靭性，強
度等の機械的特性を劣化させる。したがって、本発明に
おいては、Ｎ含有量を０．０１〜０．４０重量％の範囲
に定めた。 Ｃｒ： 室温でオーステナイト単相組織を得るために、
０．２重量％以上のＣｒを含有させることが必要であ
る。しかし、４．０重量％を超えて多量のＣｒを含有さ
せると、却って熱膨張係数に著しい低下がみられる。し
たがって、本発明においては、０．２〜４．０重量％の
範囲にＣｒ含有量を定めた。
るために必要な合金元素であり、０．０２重量％以上の
Ｃ含有でその効果が顕著になる。しかし、０．５０重量
％を超えて多量のＣを含有させると、熱膨張係数の著し
い低下がみられる。したがって、本発明においては、
０．０２〜０．５０重量％の範囲にＣ含有量を定めた。 Ｎ： 室温でオーステナイト単相組織を得るために、
０．０１重量％以上のＮを含有させることが必要であ
る。オーステナイト組織を安定化するＮの作用は、０．
４０重量％で飽和する。０．４０重量％を超える多量の
Ｎが含有されると、窒化物等の生成がみられ、靭性，強
度等の機械的特性を劣化させる。したがって、本発明に
おいては、Ｎ含有量を０．０１〜０．４０重量％の範囲
に定めた。 Ｃｒ： 室温でオーステナイト単相組織を得るために、
０．２重量％以上のＣｒを含有させることが必要であ
る。しかし、４．０重量％を超えて多量のＣｒを含有さ
せると、却って熱膨張係数に著しい低下がみられる。し
たがって、本発明においては、０．２〜４．０重量％の
範囲にＣｒ含有量を定めた。
【００１１】Ｃｕ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｏ： 必要に
応じて添加される合金元素であり、何れもＦｅ−Ｎｉ−
Ｍｎ系合金の電気抵抗率を増加させる作用を呈する。そ
の作用は、０．１重量％以上のＣｕ，０．２重量％以上
のＳｉ，０．１重量％以上のＴｉ，０．１重量％以上の
Ａｌ及び０．４重量％以上のＭｏで顕著になる。しか
し、これら合金元素が多量に含有されると熱膨張係数が
低下する傾向がみられるため、上限をＣｕ：４．０重量
％，Ｓｉ：４．０重量％，Ｔｉ：３．０重量％，Ａｌ：
３．０重量％及びＭｏ：３．０重量％にそれぞれ定め
た。
応じて添加される合金元素であり、何れもＦｅ−Ｎｉ−
Ｍｎ系合金の電気抵抗率を増加させる作用を呈する。そ
の作用は、０．１重量％以上のＣｕ，０．２重量％以上
のＳｉ，０．１重量％以上のＴｉ，０．１重量％以上の
Ａｌ及び０．４重量％以上のＭｏで顕著になる。しか
し、これら合金元素が多量に含有されると熱膨張係数が
低下する傾向がみられるため、上限をＣｕ：４．０重量
％，Ｓｉ：４．０重量％，Ｔｉ：３．０重量％，Ａｌ：
３．０重量％及びＭｏ：３．０重量％にそれぞれ定め
た。
【００１２】Ｘ値＝１．８９×（％Ｍｎ）＋（％Ｎ
ｉ）： Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｎ三元合金において、Ｘ値が２
６．５を超えるとき、室温での組織がオーステナイト単
相となり、高い熱膨張係数が示される。これに対し、Ｘ
値が２６．５以下では、室温での組織がオーステナイト
＋マルテンサイトの二相となり、熱膨張係数が低くな
る。二相組織の発生は、Ｃ，Ｎ，Ｃｒ等の適量添加によ
って抑制する。その結果、Ｎｉ含有量及びＭｎ含有量が
低いＸ値≦２６．５の領域でも、オーステナイト単相の
室温組織が得られる。しかし、Ｘ値が小さい状態でオー
ステナイト単相組織を得ようとすると、Ｃ，Ｎ，Ｃｒ等
を多量に含有させることが必要になり、熱膨張係数を低
下させる結果になる。この点において、Ｘ値の下限を１
７．５に設定した。
ｉ）： Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｎ三元合金において、Ｘ値が２
６．５を超えるとき、室温での組織がオーステナイト単
相となり、高い熱膨張係数が示される。これに対し、Ｘ
値が２６．５以下では、室温での組織がオーステナイト
＋マルテンサイトの二相となり、熱膨張係数が低くな
る。二相組織の発生は、Ｃ，Ｎ，Ｃｒ等の適量添加によ
って抑制する。その結果、Ｎｉ含有量及びＭｎ含有量が
低いＸ値≦２６．５の領域でも、オーステナイト単相の
室温組織が得られる。しかし、Ｘ値が小さい状態でオー
ステナイト単相組織を得ようとすると、Ｃ，Ｎ，Ｃｒ等
を多量に含有させることが必要になり、熱膨張係数を低
下させる結果になる。この点において、Ｘ値の下限を１
７．５に設定した。
【００１３】
【実施例】表１及び表２に組成を示す各種Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｍｎ系合金を真空誘導溶解炉で溶製し、１２ｋｇのイン
ゴットを得た。インゴットを、常法に従って鍛造，熱
延，焼鈍，冷延，次いで焼鈍し、厚み１．５ｍｍの板材
に製造した。
Ｍｎ系合金を真空誘導溶解炉で溶製し、１２ｋｇのイン
ゴットを得た。インゴットを、常法に従って鍛造，熱
延，焼鈍，冷延，次いで焼鈍し、厚み１．５ｍｍの板材
に製造した。
【表１】
【表２】
【００１４】各板材から熱膨張測定用試験片，電気抵抗
測定用試験片及び組織観察用試験片を切り出した。そし
て、３０〜３００℃の温度範囲で熱膨張係数を測定し、
ＪＩＳ Ｃ２５２５に従って約２５℃の室温で電気抵抗
率を測定した。測定結果を、本発明合金については表３
に、比較合金については表４にそれぞれ示す。
測定用試験片及び組織観察用試験片を切り出した。そし
て、３０〜３００℃の温度範囲で熱膨張係数を測定し、
ＪＩＳ Ｃ２５２５に従って約２５℃の室温で電気抵抗
率を測定した。測定結果を、本発明合金については表３
に、比較合金については表４にそれぞれ示す。
【表３】
【表４】
【００１５】表３に示されているように、Ｘ値が１７．
５〜２６．５の範囲にある試験番号Ｂ１〜Ｂ７の試験片
は、２０．０×１０-6／℃以上の非常に高い熱膨張係数
を示している。また、Ｂ８〜Ｂ１２の試験片でみられる
ように、Ｃｕ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｏを添加したもの
では、Ｆｅ−２０％Ｎｉ−６％Ｍｎ合金に匹敵する高い
熱膨張係数及び電気抵抗率が得られている。これに対
し、表４に示した比較合金では、Ｘ値が１７．５〜２
６．５の範囲にあるＣ２〜Ｃ６の試験片でも、常温組織
がオーステナイト＋マルテンサイト二相又はマルテンサ
イト単相となり、熱膨張係数が２０．０×１０-6／℃以
下の低い値になっている。
５〜２６．５の範囲にある試験番号Ｂ１〜Ｂ７の試験片
は、２０．０×１０-6／℃以上の非常に高い熱膨張係数
を示している。また、Ｂ８〜Ｂ１２の試験片でみられる
ように、Ｃｕ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｏを添加したもの
では、Ｆｅ−２０％Ｎｉ−６％Ｍｎ合金に匹敵する高い
熱膨張係数及び電気抵抗率が得られている。これに対
し、表４に示した比較合金では、Ｘ値が１７．５〜２
６．５の範囲にあるＣ２〜Ｃ６の試験片でも、常温組織
がオーステナイト＋マルテンサイト二相又はマルテンサ
イト単相となり、熱膨張係数が２０．０×１０-6／℃以
下の低い値になっている。
【００１６】Ｃ７〜Ｃ１２の試験片は、Ｘ値が１７．５
〜２６．５の範囲にあるものの、Ｃｒ，Ｃ，Ｎ，Ｃｕ，
Ｔｉ，Ａｌ或いはＭｏを過剰に含有していることから、
熱膨張係数が２０．０×１０-6／℃以下と低くなってい
る。また、Ｃ１，Ｃ１３及びＣ１４の試験片は、Ｘ値が
１７．５未満であり、熱膨張係数及び電気抵抗率共に低
くなっている。この対比から明らかなように、Ｃ，Ｎ及
びＣｒを適量含有させた本発明合金にあっては、Ｍｎ含
有量の低下にも拘らず、従来の高価なＦｅ−２０％Ｎｉ
−６％Ｍｎ合金に匹敵する高膨張合金として使用される
ことが判る。
〜２６．５の範囲にあるものの、Ｃｒ，Ｃ，Ｎ，Ｃｕ，
Ｔｉ，Ａｌ或いはＭｏを過剰に含有していることから、
熱膨張係数が２０．０×１０-6／℃以下と低くなってい
る。また、Ｃ１，Ｃ１３及びＣ１４の試験片は、Ｘ値が
１７．５未満であり、熱膨張係数及び電気抵抗率共に低
くなっている。この対比から明らかなように、Ｃ，Ｎ及
びＣｒを適量含有させた本発明合金にあっては、Ｍｎ含
有量の低下にも拘らず、従来の高価なＦｅ−２０％Ｎｉ
−６％Ｍｎ合金に匹敵する高膨張合金として使用される
ことが判る。
【００１７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、適量のＣ，Ｎ及びＣｒを含有させることにより、Ｎ
ｉ含有量及びＭｎ含有量が低い領域においてもオーステ
ナイト単相の室温組織が安定して得られる。更に、Ｃ
ｕ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｏ等の添加によって、電気抵
抗率が増大する。この合金は、従来のＦｅ−２０％Ｎｉ
−６％Ｍｎ合金に比較して安価であり、高膨張特性及び
高電気抵抗率を活用した各種用途に使用される。
は、適量のＣ，Ｎ及びＣｒを含有させることにより、Ｎ
ｉ含有量及びＭｎ含有量が低い領域においてもオーステ
ナイト単相の室温組織が安定して得られる。更に、Ｃ
ｕ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｏ等の添加によって、電気抵
抗率が増大する。この合金は、従来のＦｅ−２０％Ｎｉ
−６％Ｍｎ合金に比較して安価であり、高膨張特性及び
高電気抵抗率を活用した各種用途に使用される。
【図１】 Ｆｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金の常温組織と熱膨張
係数及び電気抵抗率との関係を示す図
係数及び電気抵抗率との関係を示す図
【図２】 Ｃｒを含有させたＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金の
常温組織と熱膨張係数及び電気抵抗率との関係を示す図
常温組織と熱膨張係数及び電気抵抗率との関係を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−201088（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−31446（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−93381（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−220585（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｎｉ：９．５〜２０．４重量％，Ｍｎ：
１．０〜９．０重量％，残部ＦｅのＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系
において式（１）で定義されるＸ値が１７．５〜２６．
５の範囲にあり、Ｃ：０．０２〜０．５０重量％，Ｎ：
０．０１〜０．４０重量％及びＣｒ：０．２〜４．０重
量％を含有し、室温状態でオーステナイト単相組織が得
られるように成分調整されて３０〜３００℃の熱膨張係
数が２０．０×１０-6／℃以上であるＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ
系合金。 Ｘ＝１．８９×（％Ｍｎ）＋（％Ｎｉ） ・・・・・（１） - 【請求項２】 請求項１記載の合金に、更にＣｕ：０．
１〜４．０重量％，Ｓｉ：０．２〜４．０重量％，Ｔ
ｉ：０．１〜３．０重量％，Ａｌ：０．１〜３．０重量
％及びＭｏ：０．４〜３．０重量％の１種又は２種以上
を含有させ、室温状態でオーステナイト単相組織が得ら
れるように成分調整されて３０〜３００℃の熱膨張係数
が２０．０×１０-6／℃以上、室温での電気抵抗率が
０．７４μΩ・ｍ以上であるＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05971993A JP3316024B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 高膨張特性を呈するＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05971993A JP3316024B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 高膨張特性を呈するＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06248391A JPH06248391A (ja) | 1994-09-06 |
| JP3316024B2 true JP3316024B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=13121299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05971993A Expired - Fee Related JP3316024B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 高膨張特性を呈するＦｅ−Ｎｉ−Ｍｎ系合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3316024B2 (ja) |
-
1993
- 1993-02-24 JP JP05971993A patent/JP3316024B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06248391A (ja) | 1994-09-06 |
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