JP3332400B2 - バイメタル用高膨張合金 - Google Patents
バイメタル用高膨張合金Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間加工性に優れたバ
イメタル用高膨張合金に関する。
イメタル用高膨張合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】バイメタルは、Ｆｅ−Ｎｉ系のいわゆる
アンバ−型合金や普通鋼などの低膨張合金とステンレス
鋼などの高膨張合金を機械的圧接あるいは溶接などによ
り接合して複合部材を構成し、そのバイメタル機能を利
用して温度センサーや温度補償部品として電気製品など
に大量に使用されている。このうち高膨張合金としてＦ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金はＪＩＳ Ｃ２５３０に規定され
ており、汎用材料として広く利用されている。
アンバ−型合金や普通鋼などの低膨張合金とステンレス
鋼などの高膨張合金を機械的圧接あるいは溶接などによ
り接合して複合部材を構成し、そのバイメタル機能を利
用して温度センサーや温度補償部品として電気製品など
に大量に使用されている。このうち高膨張合金としてＦ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金はＪＩＳ Ｃ２５３０に規定され
ており、汎用材料として広く利用されている。
【０００３】しかし、ＪＩＳ Ｃ２５３０においては具
体的に化学組成が明記されたものはなく、一般的にはＦ
e−Ｎi系合金で高膨張特性を示すＦe−２０〜２５Ｎiに
Ｃｒを添加した合金、たとえばＦｅ−２２Ｎi−３Ｃｒ
鋼、Ｆe−２５Ｎi−８.５Ｃｒ鋼などがバイメタル用高
膨張合金として使用されている。なお、バイメタル用素
材として要求される主特性は、３０〜１００℃の熱膨張
係数(α)と室温での電気抵抗率(ρ)であり、高膨張素材
としてα≧１８×１０-6 ／℃、ρ≧７０μΩ・ｃｍを満
足することが要求される。
体的に化学組成が明記されたものはなく、一般的にはＦ
e−Ｎi系合金で高膨張特性を示すＦe−２０〜２５Ｎiに
Ｃｒを添加した合金、たとえばＦｅ−２２Ｎi−３Ｃｒ
鋼、Ｆe−２５Ｎi−８.５Ｃｒ鋼などがバイメタル用高
膨張合金として使用されている。なお、バイメタル用素
材として要求される主特性は、３０〜１００℃の熱膨張
係数(α)と室温での電気抵抗率(ρ)であり、高膨張素材
としてα≧１８×１０-6 ／℃、ρ≧７０μΩ・ｃｍを満
足することが要求される。
【０００４】ところが、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金は熱間
加工性が悪く、熱間加工時に耳割れが発生するという問
題がある。この耳割れは熱間圧延コイルの幅方向、両サ
イド１〜２０ｍｍに発生するもので、この耳割れを放置
すると後工程の冷間圧延で耳割れが大きくなるため、コ
イルのサイドをスリットしなければならず、製品歩留り
が低下するとともに生産性も悪くなる。
加工性が悪く、熱間加工時に耳割れが発生するという問
題がある。この耳割れは熱間圧延コイルの幅方向、両サ
イド１〜２０ｍｍに発生するもので、この耳割れを放置
すると後工程の冷間圧延で耳割れが大きくなるため、コ
イルのサイドをスリットしなければならず、製品歩留り
が低下するとともに生産性も悪くなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】本発明はＦｅ−２２
Ｎｉ−３Ｃｒ鋼あるいはＦｅ−２５Ｎi−８.５Ｃｒ鋼な
どの高膨張合金と同等の高熱膨張特性と高電気抵抗率を
有し、かつ熱間加工性に優れたバイメタル用高膨張合金
を提供するものである。
Ｎｉ−３Ｃｒ鋼あるいはＦｅ−２５Ｎi−８.５Ｃｒ鋼な
どの高膨張合金と同等の高熱膨張特性と高電気抵抗率を
有し、かつ熱間加工性に優れたバイメタル用高膨張合金
を提供するものである。
【０００６】
【問題を解決するための手段】本発明者らは、前述のよ
うな問題点を解決するべく、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金の
熱膨張特性、電気抵抗率ならびに熱間加工性を詳細に調
べた結果、Ｓ，Ｐ含有量を規制し、かつ適量のＢ，Ｔｉ
あるいはＺｒを添加することにより高熱膨張特性と高電
気抵抗率を維持しつつ、熱間加工性が飛躍的に向上させ
ることができることを見出した。とくに熱間加工性につ
いては、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金はオーステナイト単相で
あり、Ｓ，Ｐなどの不純物が粒界に偏析し、高温での粒
界脆化をもたらすため、熱間加工性を劣化させるが、Ｓ
およびＰを低減するとともにＢ，ＴｉあるいはＺｒを添
加することにより、粒界強度を高めることができ、その
結果熱間加工性が向上するものと考えられる。また、Ｎ
ｉおよびＣｒ含有量を制御することが室温でオーステナ
イト単相組織とし、高膨張特性と高電気抵抗特性の優れ
たバランスを得ることができることを見出し本発明に至
った。
うな問題点を解決するべく、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系合金の
熱膨張特性、電気抵抗率ならびに熱間加工性を詳細に調
べた結果、Ｓ，Ｐ含有量を規制し、かつ適量のＢ，Ｔｉ
あるいはＺｒを添加することにより高熱膨張特性と高電
気抵抗率を維持しつつ、熱間加工性が飛躍的に向上させ
ることができることを見出した。とくに熱間加工性につ
いては、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金はオーステナイト単相で
あり、Ｓ，Ｐなどの不純物が粒界に偏析し、高温での粒
界脆化をもたらすため、熱間加工性を劣化させるが、Ｓ
およびＰを低減するとともにＢ，ＴｉあるいはＺｒを添
加することにより、粒界強度を高めることができ、その
結果熱間加工性が向上するものと考えられる。また、Ｎ
ｉおよびＣｒ含有量を制御することが室温でオーステナ
イト単相組織とし、高膨張特性と高電気抵抗特性の優れ
たバランスを得ることができることを見出し本発明に至
った。
【０００７】
【発明の構成】本発明は重量％で、Ｃ：０.５％以下、
Ｓｉ：４％以下、Ｍｎ：８％以下、Ｓ：０.００８％以
下、Ｐ：０.０４０％以下、Ｎｉ：８〜３０％、Ｃｒ：
０.５〜１４％、Ｎ：０.２％以下、Ｃｏ：２％以下、Ａ
ｌ：４％以下を含有し、さらに、Ｂ：０.００１〜０.０
２０％、Ｔｉ：０.０５〜２％、Ｚｒ：０.００１〜１％
のうち １種または２種以上を含有し、残部Ｆｅ及び不
可避的不純物からなる合金であって、室温状態でオース
テナイト単相組織を有し、かつ Ｔ＝０.０６７×（％Ｎｉ）＋０.２４４×（％Ｃｒ）≦３.９ Ｅ＝２.８０×（％Ｎｉ）＋２.３２×（％Ｃｒ）≧５５.０ を満足し、３０〜１００℃の熱膨張係数が１８×１０-6
／℃以上で、室温での電気抵率が７０μΩ・ｃｍ以上で
あることを特徴とする熱間加工性に優れたバイメタル用
高膨張合金を提供する。本発明また重量％で、Ｃ：０.
５％以下、Ｓｉ：４％以下、Ｍｎ：８％以下、Ｓ：０.
００８％以下、Ｐ：０.０４０％以下、Ｎｉ：８〜３０
％、Ｃｒ：０.５〜１４％、Ｎ：０.２％以下、Ｃｏ：２
％以下、Ａｌ：４％以下を含有し、さらに、Ｂ：０.００
１〜０.０２０％、Ｔｉ：０.０５〜２％、Ｚｒ：０.０
０１〜１％のうち１種または２種以上及びＣｕ：４％以
下、Ｍｏ：４％以下のうち１種または２種を含有し、残
部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる合金であって、室温
状態でオーステナイト単相組織を有し、かつ Ｔ＝０.０６７×（％Ｎｉ）＋０.２４４×（％Ｃｒ）≦３.９ Ｅ＝２.８０×（％Ｎｉ）＋２.３２×（％Ｃｒ）≧５５.０ を満足し、３０〜１００℃の熱膨張係数が１８×１０-6
／℃以上で、室温での電気抵抗率が７０μΩ・ｃｍ以上
であることを特徴とする熱間加工性に優れたバイメタル
用高膨張合金を提供する。
Ｓｉ：４％以下、Ｍｎ：８％以下、Ｓ：０.００８％以
下、Ｐ：０.０４０％以下、Ｎｉ：８〜３０％、Ｃｒ：
０.５〜１４％、Ｎ：０.２％以下、Ｃｏ：２％以下、Ａ
ｌ：４％以下を含有し、さらに、Ｂ：０.００１〜０.０
２０％、Ｔｉ：０.０５〜２％、Ｚｒ：０.００１〜１％
のうち １種または２種以上を含有し、残部Ｆｅ及び不
可避的不純物からなる合金であって、室温状態でオース
テナイト単相組織を有し、かつ Ｔ＝０.０６７×（％Ｎｉ）＋０.２４４×（％Ｃｒ）≦３.９ Ｅ＝２.８０×（％Ｎｉ）＋２.３２×（％Ｃｒ）≧５５.０ を満足し、３０〜１００℃の熱膨張係数が１８×１０-6
／℃以上で、室温での電気抵率が７０μΩ・ｃｍ以上で
あることを特徴とする熱間加工性に優れたバイメタル用
高膨張合金を提供する。本発明また重量％で、Ｃ：０.
５％以下、Ｓｉ：４％以下、Ｍｎ：８％以下、Ｓ：０.
００８％以下、Ｐ：０.０４０％以下、Ｎｉ：８〜３０
％、Ｃｒ：０.５〜１４％、Ｎ：０.２％以下、Ｃｏ：２
％以下、Ａｌ：４％以下を含有し、さらに、Ｂ：０.００
１〜０.０２０％、Ｔｉ：０.０５〜２％、Ｚｒ：０.０
０１〜１％のうち１種または２種以上及びＣｕ：４％以
下、Ｍｏ：４％以下のうち１種または２種を含有し、残
部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる合金であって、室温
状態でオーステナイト単相組織を有し、かつ Ｔ＝０.０６７×（％Ｎｉ）＋０.２４４×（％Ｃｒ）≦３.９ Ｅ＝２.８０×（％Ｎｉ）＋２.３２×（％Ｃｒ）≧５５.０ を満足し、３０〜１００℃の熱膨張係数が１８×１０-6
／℃以上で、室温での電気抵抗率が７０μΩ・ｃｍ以上
であることを特徴とする熱間加工性に優れたバイメタル
用高膨張合金を提供する。
【０００８】本発明において関数Ｔ、Ｅの限定はデータ
の重回帰分析によって得られたもので、別に理論的な意
味はない。
の重回帰分析によって得られたもので、別に理論的な意
味はない。
【０００９】以下本発明における合金組成の限定理由に
ついて述べる。 Ｃ：Ｃは強力なオーステナイト生成元素であり、室温で
オーステナイト単相組織を得るために有効な元素である
が、多量に含有させると耐食性が低下するため、上限を
０.５％とする。 Ｓｉ：Ｓｉは電気抵抗率を増大させるために有効な元素
である。しかし、多量に含有させると熱間加工性が劣化
するため上限を４％とする。
ついて述べる。 Ｃ：Ｃは強力なオーステナイト生成元素であり、室温で
オーステナイト単相組織を得るために有効な元素である
が、多量に含有させると耐食性が低下するため、上限を
０.５％とする。 Ｓｉ：Ｓｉは電気抵抗率を増大させるために有効な元素
である。しかし、多量に含有させると熱間加工性が劣化
するため上限を４％とする。
【００１０】Ｍｎ：Ｍｎはオーステナイト生成元素であ
り、室温でオーステナイト単相組織を得るためには必要
であるが８％以下で十分である。 Ｓ：Ｓは熱間加工性を劣化させるため、本発明における
優れた熱間加工性を得るには０.００８％以下に抑制す
る必要がある。 Ｐ：Ｐは熱間加工性を劣化させるため、本発明における
優れた熱間加工性を得るには０.０４０％以下に抑制す
る必要がある。
り、室温でオーステナイト単相組織を得るためには必要
であるが８％以下で十分である。 Ｓ：Ｓは熱間加工性を劣化させるため、本発明における
優れた熱間加工性を得るには０.００８％以下に抑制す
る必要がある。 Ｐ：Ｐは熱間加工性を劣化させるため、本発明における
優れた熱間加工性を得るには０.０４０％以下に抑制す
る必要がある。
【００１１】Ｎｉ：Ｎｉはオーステナイト生成元素であ
り、室温でオーステナイト単相組織とし、高熱膨張係数
を得るためには８％以上を必要とする。しかし、過剰の
含有は逆に熱膨張係数を低下させるので上限を３０％と
する。 Ｃｒ：Ｃｒは 室温でオーステナイト単相組織を得るた
めには、０.５％以上含有させる必要がある。しかし、
多量の含有は異相を生じさせ熱膨張係数を低下させるた
め上限を１４％とする。
り、室温でオーステナイト単相組織とし、高熱膨張係数
を得るためには８％以上を必要とする。しかし、過剰の
含有は逆に熱膨張係数を低下させるので上限を３０％と
する。 Ｃｒ：Ｃｒは 室温でオーステナイト単相組織を得るた
めには、０.５％以上含有させる必要がある。しかし、
多量の含有は異相を生じさせ熱膨張係数を低下させるた
め上限を１４％とする。
【００１２】Ｎ：ＮはＣと同様に強力なオーステナイト
生成元素であり、室温でオーステナイト単相組織を得る
ためには必要であるが、多量に含有させると熱間加工性
を劣化させるため、上限を０.２％とする。 Ｃｏ：Ｃｏはオーステナイト生成元素であり、室温でオ
ーステナイト単相組織を得る有効な元素である。しか
し、Ｃｏは熱膨張特性にさほど影響を与えず、また多量
に含有すると高価となるため、上限を２％とする。 Ａｌ：Ａｌは電気抵抗率を高めるために必要であるが、
過剰の含有は熱間加工性を劣化させるため上限を４％と
する。
生成元素であり、室温でオーステナイト単相組織を得る
ためには必要であるが、多量に含有させると熱間加工性
を劣化させるため、上限を０.２％とする。 Ｃｏ：Ｃｏはオーステナイト生成元素であり、室温でオ
ーステナイト単相組織を得る有効な元素である。しか
し、Ｃｏは熱膨張特性にさほど影響を与えず、また多量
に含有すると高価となるため、上限を２％とする。 Ａｌ：Ａｌは電気抵抗率を高めるために必要であるが、
過剰の含有は熱間加工性を劣化させるため上限を４％と
する。
【００１３】Ｂ：Ｂはαとρにほとんど影響することな
く熱間加工性を向上しうる有効な元素である。 ０.００
１％以上含有させることで熱間加工性改善効果を得るこ
とができるが、過剰に含有させると硼化物を形成して逆
に熱間加工性が劣化するため上限を０.０２０％とす
る。Ｔｉ：Ｔｉはαをほとんど低下させることなくρを
増大させ、かつ熱間加工性を向上させる有効な元素であ
る。 ０.０５％以上含有させることで熱間加工性改善効
果を得ることができるが、過剰に含有させると鋼帯の表
面品質を劣化させるため上限を２％とする。Ｚｒ：Ｚｒ
はαをほとんど低下させることなくρを増大させ、かつ
熱間加工性を向上させる有効な元素である。 ０.００１
％以上含有させることで熱間加工性改善効果を得ること
ができるが、過剰に含有させると逆に熱間加工性を劣化
させるため上限を１％とする。なお、Ｎｉを添加するた
めの副原料から混入する２％以下のＣｏは、本発明合金
に要求される諸特性に影響を与えないため許容される。
く熱間加工性を向上しうる有効な元素である。 ０.００
１％以上含有させることで熱間加工性改善効果を得るこ
とができるが、過剰に含有させると硼化物を形成して逆
に熱間加工性が劣化するため上限を０.０２０％とす
る。Ｔｉ：Ｔｉはαをほとんど低下させることなくρを
増大させ、かつ熱間加工性を向上させる有効な元素であ
る。 ０.０５％以上含有させることで熱間加工性改善効
果を得ることができるが、過剰に含有させると鋼帯の表
面品質を劣化させるため上限を２％とする。Ｚｒ：Ｚｒ
はαをほとんど低下させることなくρを増大させ、かつ
熱間加工性を向上させる有効な元素である。 ０.００１
％以上含有させることで熱間加工性改善効果を得ること
ができるが、過剰に含有させると逆に熱間加工性を劣化
させるため上限を１％とする。なお、Ｎｉを添加するた
めの副原料から混入する２％以下のＣｏは、本発明合金
に要求される諸特性に影響を与えないため許容される。
【００１４】Ｃｕ：ＣｕはＮｉと同様、室温でオーステ
ナイト単相組織を得るためには必要であるが、多量に含
有すると熱膨張係数と電気抵抗率を低下させるので、上
限を４％とする。 Ｍｏ：Ｍｏは室温で、オーステナイト単相組織を得るた
めには必要であるが、４％以上では熱膨張係数を低下さ
せるので、上限を４％とする。
ナイト単相組織を得るためには必要であるが、多量に含
有すると熱膨張係数と電気抵抗率を低下させるので、上
限を４％とする。 Ｍｏ：Ｍｏは室温で、オーステナイト単相組織を得るた
めには必要であるが、４％以上では熱膨張係数を低下さ
せるので、上限を４％とする。
【００１５】
【発明の具体的開示】図面を参照して本発明を具体的に
説明する。すなわち、図１に各種合金のＢ添加およびＢ
無添加材における１０００℃での高温引張試験の断面収
縮率(φ)を示すが、Ｂ無添加材ではφは８０％以下であ
るのに対し、Ｂ添加材ではφは著しく向上し、熱間加工
性が改善されている。また、図２、図３および図４にＦ
ｅ−２０Ｎｉ−５Ｃｒ鋼の１０００℃におけるφおよび
３０〜１００℃における熱膨張係数(α)、室温における
電気抵抗率(ρ)に及ぼすＢ，ＴｉおよびＺｒの影響を示
すが、これらの元素を適量添加することによりφが著し
く向上し、熱間加工性が改善されるとともに、Ｔｉ，Ｚ
ｒはρの増大に寄与することをがわかる。
説明する。すなわち、図１に各種合金のＢ添加およびＢ
無添加材における１０００℃での高温引張試験の断面収
縮率(φ)を示すが、Ｂ無添加材ではφは８０％以下であ
るのに対し、Ｂ添加材ではφは著しく向上し、熱間加工
性が改善されている。また、図２、図３および図４にＦ
ｅ−２０Ｎｉ−５Ｃｒ鋼の１０００℃におけるφおよび
３０〜１００℃における熱膨張係数(α)、室温における
電気抵抗率(ρ)に及ぼすＢ，ＴｉおよびＺｒの影響を示
すが、これらの元素を適量添加することによりφが著し
く向上し、熱間加工性が改善されるとともに、Ｔｉ，Ｚ
ｒはρの増大に寄与することをがわかる。
【００１６】さらに図５、図６には、αとρに及ぼすＮ
ｉとＣｒの影響を示す。図中にオーステナイト単相組織
(Ａ)とオーステナイト＋マルテンサイト二相組織(Ａ＋
Ｍ)のデータもあわせて示すが、(Ａ＋Ｍ)二相組織を有
する合金ではαは低く、またρもバラツキが大きい。こ
れに対して、(Ａ)単相組織を有する合金ではαとρはＮ
ｉとＣｒの含有量によって整理することができる。αと
ρはＮｉとＣｒ含有量に関する次式によって一義的に確
定し、 Ｔ＝０.０６７×(％Ｎｉ)＋０.２４４×(％Ｃｒ) Ｅ＝２.８０×(％Ｎｉ)＋２.３２×(％Ｃｒ) α≧１８×１０-6／℃を満足するためには、Ｔ≦３.９で
あることを必要とし、ρ≧７０μΩ・ｃｍを満足するた
めにはＥ≧５５.０であることを必要とする。
ｉとＣｒの影響を示す。図中にオーステナイト単相組織
(Ａ)とオーステナイト＋マルテンサイト二相組織(Ａ＋
Ｍ)のデータもあわせて示すが、(Ａ＋Ｍ)二相組織を有
する合金ではαは低く、またρもバラツキが大きい。こ
れに対して、(Ａ)単相組織を有する合金ではαとρはＮ
ｉとＣｒの含有量によって整理することができる。αと
ρはＮｉとＣｒ含有量に関する次式によって一義的に確
定し、 Ｔ＝０.０６７×(％Ｎｉ)＋０.２４４×(％Ｃｒ) Ｅ＝２.８０×(％Ｎｉ)＋２.３２×(％Ｃｒ) α≧１８×１０-6／℃を満足するためには、Ｔ≦３.９で
あることを必要とし、ρ≧７０μΩ・ｃｍを満足するた
めにはＥ≧５５.０であることを必要とする。
【００１７】次に実施例により本発明を例示する。表１
は、本発明合金、従来合金および比較合金の化学組成、
３０〜１００℃の熱膨張係数、室温での電気抵抗率、室
温での組織および熱間加工後の耳割れ長さを示すもので
ある。表１の室温での組織において、Ａはオーステナイ
ト単相をＡ＋Ｍはオーステナイトとマルテンサイトの二
相を表わす。Ａ１、Ａ２は従来合金で２２Ｎi−３Ｃｒ
鋼、２５Ｎi−８.５Ｃｒ鋼である。Ｂ１〜Ｂ２７は本発
明合金、Ｃ１〜Ｃ１７は比較合金である。これらの合金
を真空誘導溶解炉で溶製し１２ｋｇの鋼塊を得た。熱間
加工性の評価は鋼塊より試験片(４０ｍｍ厚×９０ｍｍ
幅×１２０ｍｍ長)を切り出し、１１８０℃ に加熱後、
３.０ｍｍ厚まで熱間圧延し、その耳切れ状態により行
った。
は、本発明合金、従来合金および比較合金の化学組成、
３０〜１００℃の熱膨張係数、室温での電気抵抗率、室
温での組織および熱間加工後の耳割れ長さを示すもので
ある。表１の室温での組織において、Ａはオーステナイ
ト単相をＡ＋Ｍはオーステナイトとマルテンサイトの二
相を表わす。Ａ１、Ａ２は従来合金で２２Ｎi−３Ｃｒ
鋼、２５Ｎi−８.５Ｃｒ鋼である。Ｂ１〜Ｂ２７は本発
明合金、Ｃ１〜Ｃ１７は比較合金である。これらの合金
を真空誘導溶解炉で溶製し１２ｋｇの鋼塊を得た。熱間
加工性の評価は鋼塊より試験片(４０ｍｍ厚×９０ｍｍ
幅×１２０ｍｍ長)を切り出し、１１８０℃ に加熱後、
３.０ｍｍ厚まで熱間圧延し、その耳切れ状態により行
った。
【００１８】また溶製して鋼塊を鍛造→熱延→焼鈍→冷
延→焼鈍の工程を経て、熱膨張測定用試料(１.５ｍｍ厚
×５ｍｍ幅×５０ｍｍ長）と電気抵抗測定用試料(１.５
ｍｍ厚×３ｍｍ幅×２００ｍｍ長）を作製した。熱膨張
係数は、３０〜１００℃の温度範囲で測定した。また、
電気抵抗率は室温(約２５℃)で測定した。その結果を合
わせて表１に示す。
延→焼鈍の工程を経て、熱膨張測定用試料(１.５ｍｍ厚
×５ｍｍ幅×５０ｍｍ長）と電気抵抗測定用試料(１.５
ｍｍ厚×３ｍｍ幅×２００ｍｍ長）を作製した。熱膨張
係数は、３０〜１００℃の温度範囲で測定した。また、
電気抵抗率は室温(約２５℃)で測定した。その結果を合
わせて表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１より明らかなように従来合金であるＡ
１、Ａ２は室温での組織がオーステナイト単相で、高熱
膨張特性、高電気抵抗率であり、バイメタル用高膨張素
材として良好な特性を有しているが、熱間加工性に劣
る。これに対して、本発明合金ではＢあるいはＴｉ，Ｚ
ｒを適量含有しており、熱間加工性が著しく改善されて
いる。また、Ｔが３.９以下、Ｅが５５.０以上であり、
αが１８×１０-6／℃以上、ρが７０μΩ・ｃｍ以上と
従来合金と同等の高熱膨張特性、高電気抵抗特性を有し
ている。一方、表１に示すように比較合金のうちＣ１〜
Ｃ10ではＢあるいはＴｉ，Ｚｒ含有量が本発明の範囲よ
り外れており、熱間圧延時に大きな耳切れが発生する。
また、Ｃ１１〜Ｃ１７では組織が二相となりαあるいは
ρが低くなり過ぎバイメタル用高膨張素材には適さな
い。
１、Ａ２は室温での組織がオーステナイト単相で、高熱
膨張特性、高電気抵抗率であり、バイメタル用高膨張素
材として良好な特性を有しているが、熱間加工性に劣
る。これに対して、本発明合金ではＢあるいはＴｉ，Ｚ
ｒを適量含有しており、熱間加工性が著しく改善されて
いる。また、Ｔが３.９以下、Ｅが５５.０以上であり、
αが１８×１０-6／℃以上、ρが７０μΩ・ｃｍ以上と
従来合金と同等の高熱膨張特性、高電気抵抗特性を有し
ている。一方、表１に示すように比較合金のうちＣ１〜
Ｃ10ではＢあるいはＴｉ，Ｚｒ含有量が本発明の範囲よ
り外れており、熱間圧延時に大きな耳切れが発生する。
また、Ｃ１１〜Ｃ１７では組織が二相となりαあるいは
ρが低くなり過ぎバイメタル用高膨張素材には適さな
い。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明は従来より使用され
ているＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系高膨張合金たとえば ２２Ｎ
ｉ−３Ｃｒ鋼、２５Ｎｉ−８.５Ｃｒ鋼と同等の熱膨張
特性と電気抵抗を有し、かつ熱間加工性を著しく向上さ
せることに成功したもので、製品歩留まりと生産性の向
上によりその工業的価値は極めて高い。
ているＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系高膨張合金たとえば ２２Ｎ
ｉ−３Ｃｒ鋼、２５Ｎｉ−８.５Ｃｒ鋼と同等の熱膨張
特性と電気抵抗を有し、かつ熱間加工性を著しく向上さ
せることに成功したもので、製品歩留まりと生産性の向
上によりその工業的価値は極めて高い。
【００２２】
【図１】 室温でオーステナイト単相組織となる合金の
Ｂ添加鋼と無添加鋼の１０００℃歪み速度１／ｓｅｃの
場合の高温引張り試験における断面収縮率を示す。
Ｂ添加鋼と無添加鋼の１０００℃歪み速度１／ｓｅｃの
場合の高温引張り試験における断面収縮率を示す。
【図２】 １０００℃での歪み速度１／ｓｅｃの場合の
高温引張り試験における断面収縮率、室温における電気
抵抗率および３０〜１００℃の熱膨張係数に及ぼすＢ含
有量の影響を示す。
高温引張り試験における断面収縮率、室温における電気
抵抗率および３０〜１００℃の熱膨張係数に及ぼすＢ含
有量の影響を示す。
【図３】 １０００℃での歪み速度１／ｓｅｃの場合の
高温引張り試験における断面収縮率、室温における電気
抵抗率および３０〜１００℃の熱膨張係数に及ぼすＴｉ
含有量の影響を示す。
高温引張り試験における断面収縮率、室温における電気
抵抗率および３０〜１００℃の熱膨張係数に及ぼすＴｉ
含有量の影響を示す。
【図４】 １０００℃での歪み速度１／ｓｅｃの場合の
高温引張り試験における断面収縮率、室温における電気
抵抗率および３０〜１００℃の熱膨張係数に及ぼすＺｒ
含有量の影響を示す。
高温引張り試験における断面収縮率、室温における電気
抵抗率および３０〜１００℃の熱膨張係数に及ぼすＺｒ
含有量の影響を示す。
【図５】 室温でオーステナイト単相組織となる合金と
マルテンサイト＋オーステナイト二相になる合金の０．
０６７×（％Ｎｉ）＋０．２４４×（％Ｃｒ）と熱膨張
係数の関係を示す。
マルテンサイト＋オーステナイト二相になる合金の０．
０６７×（％Ｎｉ）＋０．２４４×（％Ｃｒ）と熱膨張
係数の関係を示す。
【図６】 室温でオーステナイト単相組織となる合金と
マルテンサイト＋オーステナイト二相になる合金の２．
８０×（％Ｎｉ）＋２．３２×（％Ｃｒ）と電気抵抗率
の関係を示す。
マルテンサイト＋オーステナイト二相になる合金の２．
８０×（％Ｎｉ）＋２．３２×（％Ｃｒ）と電気抵抗率
の関係を示す。
フロントページの続き (72)発明者 馬場園 勝典 山口県新南陽市野村南町4976番地 日新 製鋼株式会社 鉄鋼研究所 ステンレ ス・高合金研究部内 合議体 審判長 三浦 悟 審判官 平塚 義三 審判官 中村 朝幸 (56)参考文献 特開 平３−13889（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−191763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−30860（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−278252（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−201088（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】重量％で、 Ｃ：０.５％以下、 Ｓｉ：４％以下、 Ｍｎ：８％以下、 Ｓ：０.００８％以下、 Ｐ：０.０４０％以下、 Ｎｉ：８〜３０％、 Ｃｒ：０.５〜１４％、 Ｎ：０.２％以下、 Ｃｏ：２％以下、 Ａｌ：４％以下を含有し、さらに、 Ｂ：０.００１〜０.０２０％、 Ｔｉ：０.０５〜２％、 Ｚｒ：０.００１〜１％のうち １種または２種以上を含
有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる合金であっ
て、室温状態でオーステナイト単相組織を有し、かつ Ｔ＝０.０６７×（％Ｎｉ）＋０.２４４×（％Ｃｒ）≦３.９ Ｅ＝２.８０×（％Ｎｉ）＋２.３２×（％Ｃｒ）≧５５.０ を満足し、３０〜１００℃の熱膨張係数が１８×１０-6
／℃以上で、室温での電気抵抗率が７０μΩ・ｃｍ以上
であることを特徴とする熱間加工性に優れたバイメタル
用高膨張合金。 - 【請求項２】重量％で、 Ｃ：０.５％以下、 Ｓｉ：４％以下、 Ｍｎ：８％以下、 Ｓ：０.００８％以下、 Ｐ：０.０４０％以下、 Ｎｉ：８〜３０％、 Ｃｒ：０.５〜１４％、 Ｎ：０.２％以下、 Ｃｏ：２％以下、 Ａｌ：４％以下を含有し、さらに、 Ｂ：０.００１〜０.０２０％、 Ｔｉ：０.０５〜２％、 Ｚｒ：０.００１〜１％のうち１種または２種以上及び Ｃｕ：４％以下、 Ｍｏ：４％以下のうち１種または２種を含有し、残部Ｆ
ｅ及び不可避的不純物からなる合金であって、室温状態
でオーステナイト単相組織を有し、かつ Ｔ＝０.０６７×（％Ｎｉ）＋０.２４４×（％Ｃｒ）≦３.９ Ｅ＝２.８０×（％Ｎｉ）＋２.３２×（％Ｃｒ）≧５５.０ を満足し、３０〜１００℃の熱膨張係数が１８×１０-6
／℃以上で、室温での電気抵抗率が７０μΩ・ｃｍ以上
であることを特徴とする熱間加工性に優れたバイメタル
用高膨張合金。
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|---|---|---|---|
| JP32698391A JP3332400B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | バイメタル用高膨張合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32698391A JP3332400B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | バイメタル用高膨張合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0693381A JPH0693381A (ja) | 1994-04-05 |
| JP3332400B2 true JP3332400B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=18193993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32698391A Expired - Fee Related JP3332400B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | バイメタル用高膨張合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3332400B2 (ja) |
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-
1991
- 1991-11-15 JP JP32698391A patent/JP3332400B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH0693381A (ja) | 1994-04-05 |
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