JP3379203B2 - High-rigidity iron-based alloy and method for producing the same - Google Patents

High-rigidity iron-based alloy and method for producing the same

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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高剛性鉄基合金および
その製造方法に関し、さらに詳しくは、比ヤング率に優
れ、構造用高剛性金属材料として有用な鉄基合金および
その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-rigidity iron-based alloy and a method for producing the same, and more particularly to an iron-based alloy having an excellent specific Young's modulus and useful as a highly rigid structural metal material, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、構造用金属材料として、鋼または
鉄合金がもっとも広く利用されている。これら金属材料
は、合金元素添加や熱処理によって極めて多様な組織変
化を示し、強度および靱性などの機械的性質を幅広く制
御することが可能である。しかし、実部品の設計におい
て重要となる剛性は、原子間の結合力に直接関与した物
質固有の値であるため、剛性を大幅に向上させることは
困難であると考えられてきた。
2. Description of the Related Art At present, steel or iron alloy is most widely used as a structural metal material. These metallic materials show extremely various structural changes due to addition of alloying elements and heat treatment, and mechanical properties such as strength and toughness can be widely controlled. However, since the rigidity, which is important in the design of actual parts, is a value peculiar to a substance that directly participates in the bonding force between atoms, it has been considered difficult to significantly improve the rigidity.

【0003】これら鋼および鉄合金の高剛性化に関する
研究例は、あまり多く見られない。そのうちの一つとし
て、鋼および鉄合金の集合組織を利用し、特定方向のみ
のヤング率を向上させる方法が、古くから提案されてい
る(例えば、 J. L. Lyttonof Applied Physics, 35-8
(1964), 2397.)。しかし、この方法は薄板への適用の
みに限定され、バルク材へ適用できる実用技術ではない
という問題を有している。
[0003] There are not many studies on the high rigidity of these steels and iron alloys. As one of them, a method of improving the Young's modulus only in a specific direction by utilizing the texture of steel and iron alloy has been proposed for a long time (for example, JL Lyttonof Applied Physics, 35-8).
(1964), 2397.). However, this method is limited to application to thin plates, and has a problem that it is not a practical technique applicable to bulk materials.

【0004】一方、マグネシウム合金やアルミニウム合
金、チタン合金等の近年注目されている軽量金属をマト
リックスとする複合材料では、強化繊維や粒子を複合化
させることによって高強度化または高剛性化が図られて
おり、実用レベルでの研究開発が進んでいる。すなわ
ち、上記軽量金属をマトリックスとする複合材料におい
ては、高ヤング率粒子の分散によってバルク材の高剛性
化を実現している。
On the other hand, in a composite material using a lightweight metal such as a magnesium alloy, an aluminum alloy, and a titanium alloy, which has been attracting attention in recent years, as a matrix, it is possible to increase strength or rigidity by combining reinforcing fibers and particles. Research and development at a practical level. That is, in the above-mentioned composite material using the lightweight metal as a matrix, the high Young's modulus particles are dispersed to realize high rigidity of the bulk material.

【0005】しかしながら、鋼または鉄合金において
は、上記軽量合金の高剛性化の考え方を適用することは
困難である。なぜなら、鉄合金中において熱力学的に安
定な強化粒子は、一部の炭化物や窒化物に限られてお
り、このような物質の粒子の分散では、大幅なヤング率
の向上は望めないからである。例えば、従来鋼(特に工
具鋼など)では、モリブデン系、バナジウム系、クロム
系、タングステン系等の各種炭化物粒子を析出させるこ
とにより、主に耐摩耗性を強化している。しかし、これ
ら炭化物は、何れも化学式MC、M3C、M6C、M7
C3、M23C6等で表される、鉄合金中で熱力学的に
安定な炭化物であるが、鉄合金中では多量の鉄を固溶す
ることにより、高剛性化に寄与するほどの高ヤング率を
有さなくなってしまう。
However, for steel or iron alloys, it is difficult to apply the concept of increasing the rigidity of the above lightweight alloys. This is because the strengthening particles that are thermodynamically stable in the iron alloy are limited to some carbides and nitrides, and it is not possible to expect a significant increase in the Young's modulus by dispersing the particles of such a substance. is there. For example, in conventional steels (particularly tool steels), wear resistance is mainly strengthened by precipitating various types of carbide particles such as molybdenum-based, vanadium-based, chromium-based, and tungsten-based particles. However, these carbides all have the chemical formulas MC, M3C, M6C, M7.
C3, M23C6, etc. are thermodynamically stable carbides in iron alloys, but by dissolving a large amount of iron in the iron alloy, a high Young's modulus that contributes to high rigidity can be obtained. I will not have it.

【0006】ところで、各種化合物粒子のうち、遷移金
属元素の硼化物には、比較的高ヤング率のものが多い。
しかし、これら硼化物を、鉄合金をマトリックスとして
複合化・分散させたときの高剛性化の効果については、
ほとんど知られていない。
By the way, among various compound particles, many boride compounds of transition metal elements have relatively high Young's modulus.
However, regarding the effect of increasing the rigidity when these boride compounds are compounded and dispersed using an iron alloy as a matrix,
Little known.

【0007】上記のように、鉄合金において、高剛性化
を意図して硼化物等の化合物粒子を分散させた研究開発
例は数少ないが、ミオドウニク等は、クロム系およびモ
リブデン系硼化物を分散させた高剛性鉄基合金を報告し
ている(N.J.Saunders, L.M.Pan, K.Clay, C.Small and
A.P.Miodownik; In User Aspects of Phase Diagrams,
Inst. Materials, UK, (1991), 64.)。これは、急冷凝
固アモルファス箔を原料とし、熱間押し出し+熱処理に
よって上記鉄基合金を得るもので、25,000 kgf/mm2前後
のヤング率が示されている。
As described above, in iron alloys, there are few examples of research and development in which compound particles of boride or the like are dispersed for the purpose of increasing the rigidity. High rigidity iron-based alloys (NJSaunders, LMPan, K.Clay, C.Small and
APMiodownik; In User Aspects of Phase Diagrams,
Inst. Materials, UK, (1991), 64.). This is a product obtained from the above iron-based alloy by hot extrusion and heat treatment using a rapidly solidified amorphous foil as a raw material, and a Young's modulus of around 25,000 kgf / mm 2 is shown.

【0008】また、高剛性化のために化合物粒子を分散
させた他の例として、20 vol%以下の高ヤング率粒子
をFe基金属マトリックスに分散させた「高剛性材料お
よびその製造方法」(特開平5−239504号公報)が提案
されている。この材料は、一般的な高ヤング率粒子をメ
カニカルアロイング法により分散させることにより、ヤ
ング率22,500 kgf/mm2以上、衝撃値8kgf-m/cm2 以上の
高剛性かつ靱延性を備えた粒子分散鉄基合金材料が得ら
れるとしている。
As another example in which compound particles are dispersed for high rigidity, "high rigidity material and method for producing the same" in which high Young's modulus particles of 20 vol% or less are dispersed in a Fe-based metal matrix ( JP-A-5-239504) has been proposed. This material has high rigidity and tough ductility with a Young's modulus of 22,500 kgf / mm 2 or more and an impact value of 8 kgf-m / cm 2 or more by dispersing general high Young's modulus particles by a mechanical alloying method. It is said that a dispersed iron-based alloy material can be obtained.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、ミオドウニク
等により提案された高剛性鉄基合金における硼化物は、
鉄合金マトリックスとの反応により形成されたモリブデ
ン−クロム−鉄系複硼化物であり、該複硼化物の比重は
8.49 と鉄合金マトリックスに対して大きい。従って、
上記高剛性鉄基合金は、比ヤング率に劣る。また、その
製造方法において原料となるアモルファス箔は、高濃度
の硼素を強制的に固溶させるため特殊な作製手法を必要
とし、既設の設備を用いて容易に製造することができな
いという問題を有している。
However, the boride in the high-rigidity iron-based alloy proposed by Myodonik et al.
It is a molybdenum-chromium-iron-based complex boride formed by reaction with an iron alloy matrix, and the specific gravity of the complex boride is 8.49, which is large relative to the iron alloy matrix. Therefore,
The high rigidity iron-based alloy is inferior in specific Young's modulus. In addition, the amorphous foil used as a raw material in the manufacturing method has a problem that it cannot be easily manufactured using existing equipment because it requires a special manufacturing method to forcibly dissolve a high concentration of boron into a solid solution. is doing.

【0010】また、特開平5−239504号公報に記載され
た高剛性材料は、共有結合性結晶構造を有する炭化物、
硼化物、窒化物等多様な化合物粒子について開示してい
るが、一般に、これら遷移金属元素の炭化物、窒化物
は、それ自体高ヤング率でありながら、鉄合金マトリッ
クス中においては、遷移金属原子とマトリックスの鉄原
子とが置換することによって、ヤング率が著しく低下す
る。従って、特開平5−239504号公報の実施例に開示さ
れたヤング率のような配合則通りの高剛性化は達成され
ない。また、これら粒子が例え安定に存在したとして
も、配合則に一致することは通常あり得ず、Materials
Science and Technology vol. 8, (1992), 922. にも理
論的に述べられているように、強度特性は粒子の体積率
に対して配合則を下回る曲線にそって変化するのが妥当
である。
The high-rigidity material described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-239504 is a carbide having a covalent bond crystal structure,
Although various compound particles such as borides and nitrides have been disclosed, generally, carbides and nitrides of these transition metal elements have high Young's modulus, but in the iron alloy matrix, they are Substitution with iron atoms in the matrix significantly reduces Young's modulus. Therefore, it is not possible to achieve the high rigidity according to the compounding rules such as the Young's modulus disclosed in the examples of JP-A-5-239504. In addition, even if these particles exist stably, it is unlikely that they will conform to the compounding rules.
As theoretically described in Science and Technology vol. 8, (1992), 922., it is appropriate that the strength characteristics change along the curve below the mixing rule for the volume fraction of particles. .

【0011】なお、前記ミオドウニク等によって提案さ
れた鉄基合金、および前記特開平5−239504号公報に記
載の高剛性材料において、高ヤング率粒子の分散により
高剛性化を図るという考え方は、前述のように複合材料
における高剛性化として既に公知の概念である。
In the iron-based alloy proposed by Myodonik et al. And the high-rigidity material described in JP-A-5-239504, the idea of achieving high rigidity by dispersing high Young's modulus particles is as described above. As described above, the concept is already known as increasing the rigidity of the composite material.

【0012】そこで、本発明者らは、上述のごとき従来
技術の問題点を解決すべく鋭意研究し、各種の系統的実
験を重ねた結果、本発明を成すに至ったものである。
Therefore, the inventors of the present invention have earnestly studied to solve the problems of the prior art as described above, and as a result of various systematic experiments, the present invention has been accomplished.

【0013】(発明の目的)本発明の目的は、高い比ヤ
ング率を有し、構造用金属材料として有用な高剛性鉄基
合金、および該鉄基合金部品の実用的な製造方法を提供
するにある。
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a high-rigidity iron-base alloy having a high specific Young's modulus and useful as a structural metal material, and a practical manufacturing method of the iron-base alloy part. It is in.

【0014】本発明者らは、上述の従来技術の問題に対
して、以下のことに着眼した。すなわち、高ヤング率を
有する化合物粒子は、通常、鉄合金マトリックスとの反
応により金属原子の一部が鉄原子と置換したり、他の複
合化合物が形成されることによってヤング率が著しく低
下し、期待される十分な高剛性化効果が得られないとい
う問題があった。前述したように、硼化物においても、
単純組成の硼化物に対して、マトリックスとの反応によ
り形成される複硼化物は、一般にヤング率が大幅に劣る
と考えられていた。これに対して、本発明者らは、分散
させた5A族元素を含む硼化物粒子とマトリックスの鉄
とを積極的に反応させて、高ヤング率かつ低比重の5A
族元素と鉄との複硼化物を形成させることに着目し、比
ヤング率に優れることを特徴とする新しい強化粒子分散
型高剛性鉄基合金の材料設計を行った。
The present inventors have focused on the following points with respect to the above-mentioned problems of the prior art. That is, a compound particle having a high Young's modulus usually has a significantly reduced Young's modulus due to the replacement of some of the metal atoms with iron atoms by the reaction with the iron alloy matrix or the formation of other composite compounds. There is a problem in that the expected high rigidity effect cannot be obtained. As mentioned above, even in boride,
It has been generally considered that the complex boride formed by the reaction with the matrix has a much lower Young's modulus than the boride having a simple composition. On the other hand, the inventors of the present invention positively react the dispersed boride particles containing a Group 5A element with iron in the matrix to obtain 5A having a high Young's modulus and a low specific gravity.
Focusing on the formation of complex borides of group elements and iron, a new reinforced particle-dispersed high-strength iron-based alloy with excellent specific Young's modulus was designed.

【0015】その結果、5A族元素の硼化物、またはフ
ェロボロンと5A族元素を含むフェロアロイとが、鉄合
金中で鉄と反応することによって5A族元素と鉄との複
硼化物を形成し、しかも、該硼化物が比較的高ヤング率
を実現できることを見い出した。さらに、該硼化物の分
散により、鉄基合金の比重が低下することが明らかとな
り、これらを分散させた高剛性鉄基合金には、優れた比
ヤング率が期待された。そこで、硼化物やマトリックス
組成を最適化するため、金属組織学的研究を重ね、本発
明の高剛性鉄基合金を成すに至った。また、該高剛性鉄
基合金のバルク材を得るための工程においては、特殊な
手法を含まない従来より周知の製造技術によって安価に
提供することを重視し、該鉄基合金が部品化に直結する
実用金属材料として有用な材料となるように留意した。
これにより、本発明の高剛性鉄基合金の製造方法を成す
に至った。
As a result, the boride of the 5A group element or ferroboron and the ferroalloy containing the 5A group element react with iron in the iron alloy to form a complex boride of the 5A group element and iron, and Have found that the boride can achieve a relatively high Young's modulus. Furthermore, it was revealed that the specific gravity of the iron-based alloy was reduced by the dispersion of the boride, and an excellent specific Young's modulus was expected for the high-rigidity iron-based alloy in which these are dispersed. Therefore, in order to optimize the boride and the matrix composition, metallographical studies have been repeated and the high-strength iron-based alloy of the present invention has been formed. Further, in the process for obtaining the bulk material of the high-rigidity iron-based alloy, it is important to provide it at low cost by a conventionally well-known manufacturing technique that does not include a special method, and the iron-based alloy is directly connected to parts. It was noted that the material would be useful as a practical metal material.
As a result, the method for producing the high-rigidity iron-based alloy of the present invention was completed.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】(第1発明の構成) 本発明の高剛性鉄基合金は、鉄または鉄合金からなるマ
トリックスと、該マトリックス中に10〜50体積%
散させた5A族元素の一種以上と鉄との前記マトリ
ックスよりも比重の小さな複硼化物の少なくとも一種以
上とからなることを特徴とする。
Rigid iron-based alloy of the present invention (structure of the first invention) SUMMARY OF THE INVENTION comprises a matrix of iron or an iron alloy, and dispersed 10 to 50% by volume in the matrix, 5A Group with one or more iron elements, characterized in that it consists of at least one or more small complex boride specific gravity than the matrix.

【0017】(第2発明の構成) 本発明の高剛性鉄基合金の製造方法は、鉄粉末または鉄
合金粉末と、5A族元素の一種以上の硼化物粉末の少な
くとも一種以上とからなる原料粉末を混合して混合粉末
とする原料粉末混合工程と、該混合粉末を所定形状に成
形して成形体とする成形工程と、該成形体を焼結して焼
結体とする焼結工程とからなり、鉄または鉄合金からな
るマトリックス中に、5A族元素の一種以上と鉄との
マトリックスよりも比重の小さな複硼化物の少なくと
も一種以上を10〜50体積%分散させてなることを特
徴とする
(Structure of the Second Invention) The method for producing a high-rigidity iron-based alloy according to the present invention is a raw material powder comprising iron powder or iron alloy powder and at least one or more boride powders of one or more 5A group elements. From a raw material powder mixing step of mixing the above to form a mixed powder, a forming step of forming the mixed powder into a predetermined shape into a formed body, and a sintering step of sintering the formed body into a sintered body. In a matrix composed of iron or an iron alloy, one or more elements of Group 5A and iron ,
At least one compound boride having a specific gravity smaller than that of the matrix is dispersed in an amount of 10 to 50% by volume .

【0018】(第3発明の構成) 本発明の高剛性鉄基合金の製造方法は、鉄粉末または鉄
合金粉末と、フェロボロン粉末と、5A族元素を少なく
とも一種以上を含むフェロアロイ粉末とを含む原料粉末
を混合して混合粉末とする原料粉末混合工程と、該混合
粉末を所定形状に成形して成形体とする成形工程と、該
成形体を焼結して焼結体とする焼結工程とからなり、鉄
または鉄合金からなるマトリックス中に、5A族元素の
一種以上と鉄との、該マトリックスよりも比重の小さな
複硼化物の少なくとも一種以上を、フェロボロンとフェ
ロアロイとの反応により10〜50体積%生成・分散さ
せてなることを特徴とする。
(Structure of Third Invention) A method of manufacturing a high-rigidity iron-based alloy according to the present invention comprises a raw material containing iron powder or iron alloy powder, ferroboron powder, and ferroalloy powder containing at least one or more 5A group elements. A raw material powder mixing step of mixing powders into a mixed powder, a molding step of molding the mixed powder into a predetermined shape to form a molded body, and a sintering step of sintering the molded body into a sintered body. the matrix of the a becomes, iron or iron alloy, with one or more and iron 5A group element, a at least one or more kinds of small complex boride specific gravity than the matrix by reaction of ferroboron and ferroalloy 10-50 It is characterized by being generated and dispersed by volume% .

【0019】[0019]

【作用】本発明の鉄基合金およびその製造方法により、
優れた特性を有する高剛性鉄基合金が何故得られるかに
ついては、そのメカニズムが未だ必ずしも明らかではな
いが、次のように考えられる。
By the iron-based alloy and the method for producing the same according to the present invention,
The reason why a high-rigidity iron-based alloy having excellent properties is obtained is not clear yet, but it is considered as follows.

【0020】(第1発明の作用)本発明の高剛性鉄基合
金は、鉄または鉄合金からなるマトリックスと、該マト
リックス中に分散させた5A族元素の1種以上と鉄との
複硼化物の少なくとも一種以上とからなる。該高剛性鉄
基合金において、マトリックス中に分散した5A族元素
の1種以上と鉄との複硼化物は、マトリックスの鉄との
反応により形成された高ヤング率の複硼化物である。こ
の複硼化物は、規則的な結晶構造を成し、構成原子が強
固に結合した化合物であるため、その結合力が直接反映
されるヤング率は極めて高いものとなっている。また、
該硼化物は、鉄合金中で熱力学的に安定であるため、鉄
基合金の高剛性化のための強化粒子として効果的に寄与
する。さらに、該硼化物の比重は、鉄合金マトリックス
に対して小さく、これらを分散させてなる本発明の鉄基
合金は、極めて高い比ヤング率を有するものと考えられ
る。
(Effect of the First Invention) The high-rigidity iron-based alloy of the present invention comprises a matrix composed of iron or an iron alloy, and a complex boride of iron and one or more Group 5A elements dispersed in the matrix. At least one or more of. In the high-rigidity iron-based alloy, the complex boride of at least one Group 5A element dispersed in the matrix and iron is a complex boride having a high Young's modulus formed by the reaction with the matrix iron. Since this compound boride has a regular crystal structure and the constituent atoms are strongly bonded, the Young's modulus in which the bonding force is directly reflected is extremely high. Also,
Since the boride is thermodynamically stable in the iron alloy, it contributes effectively as reinforcing particles for increasing the rigidity of the iron-based alloy. Furthermore, the specific gravity of the boride is small with respect to the iron alloy matrix, and the iron-based alloy of the present invention in which these are dispersed is considered to have an extremely high specific Young's modulus.

【0021】(第2発明の作用)本発明の高剛性鉄基合
金の製造方法は、先ず、鉄粉末または鉄合金粉末と、5
A族元素の1種以上の硼化物粉末の少なくとも一種以上
とをそれぞれ準備し、これらの原料粉末を混合して混合
粉末とする(原料粉末混合工程)。本工程においては、
周知の粉末混合方法を採用することができるため、なん
ら特殊な手段あるいは前処理を実施することなく、各原
料粉末の均一な混合粉末を得ることができる。
(Operation of Second Invention) In the method for producing a high-rigidity iron-based alloy of the present invention, first, iron powder or iron alloy powder and 5
At least one or more boride powders of one or more Group A elements are prepared, and these raw material powders are mixed to form a mixed powder (raw material powder mixing step). In this process,
Since a well-known powder mixing method can be adopted, a uniform mixed powder of each raw material powder can be obtained without performing any special means or pretreatment.

【0022】次に、前記原料粉末混合工程により得られ
た混合粉末を所定形状に成形して成形体とする(成形工
程)。上記混合粉末は、圧縮性に富む鉄粉末または鉄合
金粉末をベースとしているので、成形は周知の金属粉末
成形手法を利用し、それぞれの通常圧力で実施すること
により、取扱いに十分な強度を持った所望の形状の成形
体を容易に得ることができる。
Next, the mixed powder obtained in the raw material powder mixing step is molded into a predetermined shape to obtain a molded body (molding step). Since the above-mentioned mixed powder is based on iron powder or iron alloy powder having high compressibility, molding is performed by using a well-known metal powder molding method, and by carrying out at each normal pressure, it has sufficient strength for handling. It is possible to easily obtain a molded product having a desired shape.

【0023】次いで、前記成形工程により得られた成形
体を加熱して焼結する(焼結工程)。上記成形体は、焼
結性の良好な鉄粉末または鉄合金粉末をベースとしてい
るため、焼結は真空または保護性雰囲気の炉内で通常の
温度・時間内にて実施することができる。高温の焼結温
度域において、マトリックスの鉄と5A族元素の1種以
上の硼化物とが反応して、高ヤング率の複硼化物を形成
する。従って、本工程により、意図する組織を有した焼
結体が得られ、所望の形状のバルク材とすることができ
る。これより、鉄または鉄合金からなるマトリックス中
に,5A族元素の1種以上と鉄との複硼化物の少なくと
も一種以上を分散させた高剛性鉄基合金を容易に得るこ
とができるものと考えられる。また、本製造方法は、通
常の粉末冶金技術に沿った製造方法であり、入手の容易
な原料粉末と既設の設備を用いることができるので、高
剛性鉄基合金を安価に製造することができる。
Next, the molded body obtained by the molding step is heated and sintered (sintering step). Since the above-mentioned molded body is based on iron powder or iron alloy powder having good sinterability, sintering can be carried out in a furnace in a vacuum or protective atmosphere at a normal temperature and time. In the high sintering temperature range, iron in the matrix reacts with one or more borides of Group 5A elements to form a complex boride having a high Young's modulus. Therefore, by this step, a sintered body having an intended structure can be obtained, and a bulk material having a desired shape can be obtained. From this, it is considered that it is possible to easily obtain a high-rigidity iron-based alloy in which one or more Group 5A elements and at least one complex boride of iron are dispersed in a matrix composed of iron or an iron alloy. To be In addition, this manufacturing method is a manufacturing method in accordance with a usual powder metallurgy technique, and since easily available raw material powder and existing equipment can be used, a high-rigidity iron-based alloy can be manufactured at low cost. .

【0024】(第3発明の作用)本発明の高剛性鉄基合
金の製造方法は、先ず、鉄粉末または鉄合金粉末と、フ
ェロボロン粉末と、5A族元素の少なくとも一種以上を
含むフェロアロイ粉末とをそれぞれ準備し、これら粉末
を含む原料粉末を混合して混合粉末とする(原料粉末混
合工程)。本工程においては、周知の粉末混合方法を採
用することができるため、何ら特殊な手段あるいは前処
理を実施することなく、各原料粉末の均一な混合粉末を
得ることができる。
(Operation of Third Invention) In the method for producing a high-rigidity iron-based alloy of the present invention, first, iron powder or iron alloy powder, ferroboron powder, and ferroalloy powder containing at least one or more 5A group elements are used. Each is prepared, and raw material powders containing these powders are mixed to obtain a mixed powder (raw material powder mixing step). In this step, since a well-known powder mixing method can be adopted, a uniform mixed powder of each raw material powder can be obtained without performing any special means or pretreatment.

【0025】次に、前記原料粉末混合工程により得られ
た混合粉末を所定形状に成形して成形体とする(成形工
程)。上記混合粉末は、圧縮性に富む鉄粉末または鉄合
金粉末をベースとしているので、成形は周知の金属粉末
成形手法を利用し、それぞれの通常圧力で実施すること
により、取扱いに十分な強度を持った所望形状の成形体
を容易に得ることができる。
Next, the mixed powder obtained in the raw material powder mixing step is molded into a predetermined shape to obtain a molded body (molding step). Since the above-mentioned mixed powder is based on iron powder or iron alloy powder having high compressibility, molding is performed by using a well-known metal powder molding method, and by carrying out at each normal pressure, it has sufficient strength for handling. A molded product having a desired shape can be easily obtained.

【0026】次いで、前記成形工程により得られた成形
体を加熱して焼結する(焼結工程)。上記成形体は、焼
結性の良好な鉄粉末または鉄合金粉末をベースとしてい
るため、焼結は真空または保護性雰囲気の炉内で通常の
温度・時間内にて実施することができる。このとき、フ
ェロボロン粉末は、鉄系焼結体の緻密化を促進する効果
を有する。また、高温の焼結温度域において、マトリッ
クスの鉄とフェロボロン中の硼素とフェロアロイ中の5
A族元素とが反応して、新たに高ヤング率の複硼化物を
形成する。従って、本工程により、意図する組織を有し
た焼結体が得られ、所望の形状のバルク材とすることが
できる。これより、鉄または鉄合金からなるマトリック
ス中に、5A族元素の1種以上と鉄との複硼化物の少な
くとも一種以上をフェロボロンとフェロアロイとの反応
により生成・分散させた高剛性鉄基合金を容易に得るこ
とができるものと考えられる。また、本製造方法は、前
記第2発明の製造方法よりも安価な原料粉末を使用する
ことができ、またフェロボロン添加により緻密化促進を
図ることができるので、高剛性鉄基合金をより安価によ
り容易に製造することができるものと考えられる。
Next, the molded body obtained by the molding step is heated and sintered (sintering step). Since the above-mentioned molded body is based on iron powder or iron alloy powder having good sinterability, sintering can be carried out in a furnace in a vacuum or protective atmosphere at a normal temperature and time. At this time, the ferroboron powder has an effect of promoting the densification of the iron-based sintered body. Further, in the high sintering temperature range, iron in the matrix, boron in ferroboron, and 5 in ferroalloy.
The group A element reacts with each other to form a new complex boride having a high Young's modulus. Therefore, by this step, a sintered body having an intended structure can be obtained, and a bulk material having a desired shape can be obtained. As a result, a high-rigidity iron-based alloy in which one or more 5A group elements and at least one compound boride of iron are generated and dispersed by the reaction of ferroboron and ferroalloy in a matrix composed of iron or an iron alloy is obtained. It is thought that it can be easily obtained. In addition, this production method can use a cheaper raw material powder than the production method of the second aspect of the present invention, and since it is possible to promote densification by adding ferroboron, it is possible to produce a high rigidity iron-based alloy at a lower cost. It is considered to be easily manufactured.

【0027】[0027]

【発明の効果】【The invention's effect】

(第1発明の効果)本発明の鉄基合金は、極めて高いヤ
ング率を有する高剛性鉄基合金である。すなわち、鉄合
金マトリックス中に均一に分散させた5A族元素の1種
以上と鉄との複硼化物が、高ヤング率であるとともに、
熱力学的に安定であるため、鉄基合金の強化粒子として
優れた特性を発揮する。しかも、該硼化物の分散によ
り、鉄基合金の比重が低下する。従って、同じ体積率の
粒子を分散させた場合でも、その高剛性化、特に、比ヤ
ング率向上に及ぼす効果は、従来の強化粒子分散型鉄基
合金に比べて大きい。
(Effect of the first invention) The iron-based alloy of the present invention is a high-rigidity iron-based alloy having an extremely high Young's modulus. That is, the complex boride of at least one of the Group 5A elements and iron uniformly dispersed in the iron alloy matrix has a high Young's modulus and
Since it is thermodynamically stable, it exhibits excellent properties as reinforcing particles for iron-based alloys. Moreover, the dispersion of the boride reduces the specific gravity of the iron-based alloy. Therefore, even when particles having the same volume ratio are dispersed, the effect of increasing the rigidity, in particular, improving the specific Young's modulus is greater than that of the conventional reinforced particle-dispersed iron-based alloy.

【0028】(第2発明の効果)本発明の製造方法によ
り、鉄または鉄合金からなるマトリックス中に、5A族
元素の1種以上と鉄との複硼化物の少なくとも一種以上
を分散させた高剛性鉄基合金を容易に製造することがで
きる。また、上記高剛性鉄基合金を安価に得ることがで
きる。
(Effect of the Second Invention) According to the production method of the present invention, a high dispersion of at least one compound of at least one 5A group element and iron compound in a matrix of iron or iron alloy is dispersed. A rigid iron-based alloy can be easily manufactured. Further, the high rigidity iron-based alloy can be obtained at a low cost.

【0029】(第3発明の効果)本発明の製造方法によ
り、鉄または鉄合金からなるマトリックス中に、5A族
元素の1種以上と鉄との複硼化物の少なくとも一種以上
をフェロボロンとフェロアロイとの反応により生成・分
散させた高剛性鉄基合金を、容易に製造することができ
る。また、上記高剛性鉄基合金をより安価に得ることが
できる。
(Effect of the third invention) According to the production method of the present invention, at least one compound of at least one Group 5A element and at least one compound of iron and ferroboron and ferroalloy are added to a matrix composed of iron or an iron alloy. The high-rigidity iron-based alloy produced and dispersed by the reaction can be easily manufactured. Further, the high rigidity iron-based alloy can be obtained at a lower cost.

【0030】[0030]

【実施例】先ず、上記第1発明の高剛性鉄基合金、第2
発明の高剛性鉄基合金の製造方法、および第3発明の高
剛性鉄基合金の製造方法について、さらに具体的にした
発明(その他の発明)について説明する。
EXAMPLES First, the high-rigidity iron-based alloy of the first invention, the second
A more specific invention (other invention) of the method for producing a high-rigidity iron-based alloy of the invention and the method for producing a high-rigidity iron-based alloy of the third invention will be described.

【0031】(その他の発明の説明)(Description of Other Inventions)

【0032】構造用金属材料において、高剛性化に対す
るニーズは高い。現在、各種構造部材・部品として圧倒
的な適用実績を占める鋼あるいは鉄合金は、実用金属材
料のうちで最も高い剛性を持ちながらも、さらに高い剛
性が求められている。例えば、自動車用部品において一
つには、燃費向上を目的とする軽量化の観点から、小型
/薄肉/細軸化部品を設計する際に必要な強度を確保す
るための高剛性化が挙げられる。実際、従来の鋼や鉄合
金部品の剛性を20%程度向上させるだけでも、その設
計自由度は大幅に拡大すると言われている。さらに、乗
り心地を重視する観点から、振動特性の改善に有効な高
剛性化が求められている。従来の鋼や鉄合金、あるいは
強化粒子分散型鉄基合金では、これらニーズを満足する
高剛性を有するものは無かったが、本発明の高剛性鉄基
合金は、これらニーズを満足させることができる。従っ
て、本発明の高剛性鉄基合金は、このような要求を課せ
られるような部品等に適用することができ、例えば、自
動車用エンジン部品、シャーシ部品、サスペンション部
品があり、その他、各種シャフト類や音響部品などへの
適用が可能である。
There is a strong need for high rigidity in structural metal materials. At present, steel or iron alloy, which has an overwhelming application record as various structural members and parts, has the highest rigidity among practical metal materials, but is required to have higher rigidity. For example, one of automotive parts is high rigidity for securing strength necessary for designing small / thin-wall / thin shaft parts from the viewpoint of weight reduction for the purpose of improving fuel efficiency. . In fact, even if the rigidity of conventional steel or iron alloy parts is improved by about 20%, it is said that the degree of freedom in design will be greatly expanded. Further, from the viewpoint of placing importance on ride comfort, high rigidity effective for improving vibration characteristics is required. No conventional steel, iron alloy, or reinforced particle-dispersed iron-based alloy has high rigidity that satisfies these needs, but the high-rigidity iron-based alloy of the present invention can satisfy these needs. . Therefore, the high-rigidity iron-based alloy of the present invention can be applied to parts and the like which are required to meet such requirements. For example, there are engine parts for automobiles, chassis parts, suspension parts, and other various shafts. It can also be applied to and audio parts.

【0033】従来より、強化相を複合化・分散させるこ
とにより、強度、剛性、耐摩耗性の向上を図ることは、
複合材料において良く知られている概念である。しか
し、金属基複合材料の場合、マトリックスとの複合化工
程、あるいは固化してバルク材とする工程において、拡
散ならびに反応の容易な高温領域でのプロセスを必要と
する点に注意しなければならない。すなわち、製造時に
強化相とマトリックスとが反応して、互いに変質した
り、界面に脆弱な反応層が形成されるなどの変化が起こ
りやすく、これに伴ってその特性は通常劣化するため、
理想的な複合則から計算される理論値を大きく下回るこ
ととなる。これに対し、本発明者らは、5A族元素の1
種以上の硼化物が、または、フェロボロンと5A族元素
を含むフェロアロイとが、鉄合金中でマトリックスの鉄
と反応して、比較的高ヤング率の複硼化物に変化するこ
とを見いだした。しかも、該硼化物の分散により、鉄基
合金の比重が低下し、特に、比ヤング率に優れる高剛性
鉄基合金を実現するに至った。
Conventionally, it has been attempted to improve strength, rigidity and wear resistance by compounding and dispersing a reinforcing phase.
This is a well-known concept in composite materials. However, it should be noted that in the case of a metal-based composite material, a process in a high temperature region where diffusion and reaction are easy is required in the step of forming a composite with a matrix or the step of solidifying into a bulk material. That is, during the production, the reinforcing phase and the matrix react with each other, and changes such as mutual deterioration, and a change such as the formation of a brittle reaction layer at the interface are likely to occur, and along with this, the characteristics are usually deteriorated,
This is far below the theoretical value calculated from the ideal compound rule. On the other hand, the present inventors
It has been found that one or more borides, or ferroboron and a ferroalloy containing a Group 5A element, reacts with iron in the matrix in the iron alloy to form a complex boride having a relatively high Young's modulus. Moreover, due to the dispersion of the boride, the specific gravity of the iron-based alloy is reduced, and in particular, a highly rigid iron-based alloy having an excellent specific Young's modulus has been realized.

【0034】本発明の高剛性鉄基合金において、鉄また
は鉄合金からなるマトリックス中に分散させた硼化物
は、5A族元素(バナジウム〔V〕、ニオブ〔Nb〕、
タンタル〔Ta〕)の1種以上と鉄との複硼化物の一種
以上である。該硼化物は、これまでに報告例がなく、単
体としての基礎的な物理特性すら分かっていない。しか
しながら、後述の実施例のように、これらを分散させた
鉄基合金の密度、およびヤング率から見積もると、該硼
化物単体の比重は6.1〜6.9、ヤング率は40000 k
gf/mm2 前後と考えられる。
In the high-rigidity iron-based alloy of the present invention, the boride dispersed in a matrix made of iron or an iron alloy is a group 5A element (vanadium [V], niobium [Nb],
One or more of tantalum [Ta]) and one or more of a complex boride of iron. The boride has not been reported so far, and even basic physical properties as a simple substance are not known. However, when estimated from the density and Young's modulus of an iron-based alloy in which these are dispersed as in Examples described later, the specific gravity of the boride simple substance is 6.1 to 6.9, and the Young's modulus is 40,000 k.
It is considered to be around gf / mm 2 .

【0035】本発明の高剛性鉄基合金においては、硼化
物が該合金中で粒径100μm以下の微粒子となって均
一に分散していることが好ましい。硼化物の粒径を10
0μm以下とすることにより、該鉄基合金全体に実用レ
ベルの機械的性質(強度、靱延性)を確保することがで
きる。なお、該粒径が20μm以下の場合は、より優れ
た機械的性質を有する合金を得ることができるので、よ
り好ましい。
In the high-rigidity iron-based alloy of the present invention, it is preferable that the boride is uniformly dispersed in the alloy as fine particles having a particle size of 100 μm or less. The particle size of boride is 10
When the thickness is 0 μm or less, practical level mechanical properties (strength, toughness and ductility) can be secured in the entire iron-based alloy. In addition, when the particle size is 20 μm or less, an alloy having more excellent mechanical properties can be obtained, which is more preferable.

【0036】また、硼化物の含有量は、5〜50体積%
であることが好ましい。該含有量を上記範囲内とするこ
とにより、十分な高剛性効果を発揮させることができ
る。なお、該含有量が5体積%未満の場合は十分な高剛
性化効果が得られず、また50体積%を超えると硼化物
どうしの凝集や合体が生じ、鉄基合金の機械的性質が著
しく低下する虞がある。特に、硼化物の含有量が10〜
40体積%がより好ましい。
The content of boride is 5 to 50% by volume.
Is preferred. By setting the content within the above range, a sufficiently high rigidity effect can be exhibited. If the content is less than 5% by volume, a sufficient effect of increasing the rigidity cannot be obtained, and if it exceeds 50% by volume, boride aggregates or coalesces, and the mechanical properties of the iron-based alloy are remarkably increased. It may decrease. Particularly, the content of boride is 10 to 10.
40% by volume is more preferred.

【0037】また、本発明の高剛性鉄基合金のマトリッ
クスを構成する鉄合金としては、フェライト系、オース
テナイト系、マルテンサイト系など、広範囲なものが使
用可能であるが、炭素含有量が0.1重量%以下のもので
あることが好適である。該マトリックス中の炭素含有量
を0.1重量%以下とすることにより、原料に含まれる5
A族元素および硼素が含有炭素と優先的に反応して炭化
物や炭硼化物を形成することが無く、高ヤング率の複硼
化物を形成することが容易となり、より優れた高剛性化
効果を実現することができる。
As the iron alloy constituting the matrix of the high-rigidity iron-based alloy of the present invention, a wide range of ferrite alloys, austenite alloys, martensite alloys, etc. can be used, but the carbon content is 0. It is preferably 1% by weight or less. When the carbon content in the matrix is set to 0.1% by weight or less,
The group A element and boron do not react preferentially with the contained carbon to form carbides and carbon borides, and it becomes easy to form complex boride having a high Young's modulus, resulting in a more excellent effect of increasing rigidity. Can be realized.

【0038】次に、上記高剛性鉄基合金の製造方法につ
いて述べる。先ず、該合金の製造方法の一つとして、鉄
粉末または鉄合金粉末と,5A族元素の1種以上の硼化
物粉末の少なくとも一種以上とからなる原料粉末を混合
して混合粉末とし(原料粉末混合工程)、次に該混合粉
末を所定形状に成形して成形体とし(成形工程)、次い
で該成形体を焼結して焼結体とし(焼結工程)、これに
より鉄または鉄合金からなるマトリックス中に5A族元
素の1種以上と鉄との複硼化物の少なくとも一種以上を
分散させた高剛性鉄基合金を得ることができる(第1の
製造方法)。
Next, a method for manufacturing the above high-rigidity iron-based alloy will be described. First, as one of the methods for producing the alloy, a raw material powder composed of iron powder or iron alloy powder and at least one or more boride powders of 5A group elements is mixed to obtain a mixed powder (raw material powder Mixing step), and then molding the mixed powder into a predetermined shape to obtain a molded body (molding step), and then sintering the molded body into a sintered body (sintering step). It is possible to obtain a high-rigidity iron-based alloy in which one or more Group 5A elements and at least one or more complex boride of iron are dispersed in the matrix (1st production method).

【0039】上記原料粉末混合工程において用いる鉄粉
末または鉄合金粉末の原料は、市販のもの、あるいは公
知の方法により作製されたものなど、何れを使用しても
よい。例えば、アトマイズ法等により製造された市販の
純鉄粉、ステンレス鋼粉などの安価な粉末を、入手のま
ま使用することができる。なお、該粉末の粒径は、市販
のものはおよそ150μm(−♯100)以下に調整し
たものが多いが、45μm(−♯330)以下の場合は
焼結体の緻密化および硼化物粒子の均一分散を容易にす
るので好ましい。しかし、極端に細かい微粉の場合は、
取扱いが難しく、成形工程を著しく困難にするので好ま
しくない。
As the raw material of the iron powder or iron alloy powder used in the raw material powder mixing step, any of commercially available ones and those produced by a known method may be used. For example, inexpensive powders such as commercially available pure iron powder and stainless steel powder manufactured by the atomization method can be used as they are obtained. In addition, the particle size of the powder is often adjusted to about 150 μm (− # 100) or less on the market, but if it is 45 μm (− # 330) or less, the sintered body is densified and the boride particles are It is preferable because it facilitates uniform dispersion. However, in the case of extremely fine powder,
It is not preferable because it is difficult to handle and makes the molding process extremely difficult.

【0040】また、5A族元素の1種以上の硼化物粉末
は、市販のもの、公知の方法により作製されたものな
ど、何れを使用してもよい。この5A族元素の硼化物と
しては、化学式MB2 、M3 2 、M3 4 (M:5A
族元素)などで表されるいくかのタイプのものがあり、
何れを用いても前記の高ヤング率を有する複硼化物に変
化するが、中でも化学式MB2 で示される二硼化物は、
単体として安定で比較的に入手し易いので、本発明の製
造方法の原料として用いるのに好適である。なお、該硼
化物粉末は数μm程度のものを用いるのが好ましく、そ
れより大きな粉末のものを入手した場合には、ボールミ
ル、振動ミル、アトライタなどの各種の粉砕機で所望の
粒度まで粉砕・調整して用いることが好ましい。
As the boride powder of one or more elements of Group 5A, any of commercially available ones and those prepared by a known method may be used. As the boride of the 5A group element, chemical formulas MB 2 , M 3 B 2 , M 3 B 4 (M: 5A
There are several types of elements represented by
Whichever one is used, it changes to the above-mentioned double boride having a high Young's modulus. Among them, the diboride represented by the chemical formula MB 2 is
It is suitable as a raw material for the production method of the present invention because it is stable as a simple substance and relatively easy to obtain. In addition, it is preferable to use the boride powder having a particle size of about several μm. When a powder having a size larger than that is obtained, the boride powder is crushed to a desired particle size by various crushers such as a ball mill, a vibration mill and an attritor. It is preferable to adjust it before use.

【0041】上記混合工程において、混合方法は特に制
約されるものでは無く、V型混合機、ボールミル、振動
ミルなどを用いることができる。但し、硼化物粒子が二
次粒子などの凝集の著しい粉末である場合には、アトラ
イタなどの高エネルギーボールミルにて不活性ガス雰囲
気中で破砕処理することが、該粒子の微細均一分散に対
して効果的であるので好適である。
In the above mixing step, the mixing method is not particularly limited, and a V type mixer, a ball mill, a vibration mill or the like can be used. However, in the case where the boride particles are powders such as secondary particles that are significantly aggregated, crushing treatment in an inert gas atmosphere with a high-energy ball mill such as an attritor is effective for fine and uniform dispersion of the particles. It is preferable because it is effective.

【0042】上記成形工程において、成形方法としては
所望の形状を得ることができる方法であればどの様な方
法でもよく、金型成形、CIP成形などの何れの方法を
用いてもよい。なお、成形圧力は、2 ton/cm2以上の場
合には、得られた成形体を焼結したときの緻密化が十分
となるので好適である。
In the above-mentioned molding step, as a molding method, any method can be used as long as a desired shape can be obtained, and any method such as mold molding and CIP molding may be used. A molding pressure of 2 ton / cm 2 or more is suitable because the obtained molded body will be sufficiently densified when sintered.

【0043】上記焼結工程において、雰囲気は、真空
中、不活性ガス、還元性ガス雰囲気であることが好まし
い。また、焼結は、1000℃〜1300℃の温度範囲
で、1〜4時間程度行うことが好ましい。1000℃未
満および0.5時間未満の焼結では、焼結体密度が十分に
向上しないため、好ましくない。また、4時間を超える
焼結を行っても、さらなる緻密化が期待できないうえ
に、エネルギ的にも不経済である。また、1300℃を
超える温度での焼結は、硼化物によっては多量の液相を
生じ、焼結体形状を維持できなくなるので好ましくな
い。
In the above sintering step, the atmosphere is preferably vacuum, inert gas, or reducing gas atmosphere. Moreover, it is preferable that the sintering is performed in a temperature range of 1000 ° C. to 1300 ° C. for about 1 to 4 hours. Sintering at less than 1000 ° C. and less than 0.5 hours is not preferable because the density of the sintered body is not sufficiently improved. Further, even if sintering is performed for more than 4 hours, further densification cannot be expected, and energy is uneconomical. Further, sintering at a temperature exceeding 1300 ° C. is not preferable because a large amount of liquid phase is generated depending on the boride and the shape of the sintered body cannot be maintained.

【0044】次に、上記高剛性鉄基合金の他の製造方法
について述べる。すなわち、先ず、鉄粉末または鉄合金
粉末と,フェロボロン粉末と,5A族元素の少なくとも
一種以上を含むフェロアロイ粉末とを含む原料粉末を混
合して混合粉末とし(原料粉末混合工程)、次に該混合
粉末を所定形状に成形して成形体とし(成形工程)、次
いで該成形体を焼結して焼結体とし(焼結工程)、これ
により、鉄または鉄合金からなるマトリックス中に,5
A族元素の1種以上と鉄との複硼化物の少なくとも一種
以上をフェロボロンとフェロアロイとの反応により生成
・分散させた高剛性鉄基合金を得ることができる(第2
の製造方法)。
Next, another method for producing the high-rigidity iron-based alloy will be described. That is, first, a raw material powder containing iron powder or iron alloy powder, ferroboron powder, and ferroalloy powder containing at least one or more elements of Group 5A is mixed to form a mixed powder (raw material powder mixing step), and then the mixing is performed. The powder is molded into a predetermined shape to obtain a molded body (molding step), and then the molded body is sintered into a sintered body (sintering step).
It is possible to obtain a high-rigidity iron-based alloy in which at least one or more compound boride of group A element and iron is generated and dispersed by the reaction of ferroboron and ferroalloy (second).
Manufacturing method).

【0045】上記原料粉末混合工程において用いる鉄粉
末または鉄合金粉末の原料は、前記高剛性鉄基合金の製
造方法の説明における鉄粉末および鉄合金粉末と同様の
ものを用いることができ、市販のもの、あるいは公知の
方法により作製されたものなど、何れを使用してもよ
く、例えば、市販の純鉄粉、ステンレス鋼粉などの安価
な粉末を入手のまま使用することができる。次に、フェ
ロボロン粉末、および5A族元素を含むフェロアロイ粉
末は、市販のもの、公知の方法により作製されたものな
ど、何れを使用してもよい。これらは、種々の組成のイ
ンゴットから粉砕して市販されているが、何れもそれぞ
れの金属間化合物組成に近いものであることが好まし
い。このような組成の粉末を用いれば、ボールミル、振
動ミル、アトライタなどの各種粉砕機を用いて、容易に
粒度調整を行うことができる。
The raw material of the iron powder or the iron alloy powder used in the raw material powder mixing step may be the same as the iron powder and the iron alloy powder in the description of the method for producing the high-rigidity iron-based alloy, which is commercially available. For example, commercially available pure iron powder, stainless steel powder, and other inexpensive powders can be used as they are obtained. Next, as the ferroboron powder and the ferroalloy powder containing the Group 5A element, any of commercially available ones and those produced by a known method may be used. These are commercially available after being crushed from ingots having various compositions, but it is preferable that they are close to the composition of each intermetallic compound. If the powder having such a composition is used, the particle size can be easily adjusted by using various crushers such as a ball mill, a vibration mill and an attritor.

【0046】また、混合工程、成形工程、焼結工程は、
前記高剛性鉄基合金の製造方法の説明におけるそれぞれ
の工程と同様である。なお、混合工程において、フェロ
ボロン粉末とフェロアロイ粉末の配合比は、両者の反応
によって形成される硼化物の体積率を各組成から計算し
て決定する必要がある。また、焼結工程において、フェ
ロボロンによる焼結時の緻密化促進効果のため、焼結工
程はよりゆるやかな条件で実施することも可能である。
The mixing step, molding step, and sintering step are
The steps are the same as those in the description of the method for producing the high-rigidity iron-based alloy. In addition, in the mixing step, the compounding ratio of the ferroboron powder and the ferroalloy powder needs to be determined by calculating the volume ratio of the boride formed by the reaction of the two from each composition. Further, in the sintering step, it is possible to carry out the sintering step under milder conditions because of the effect of promoting densification at the time of sintering with ferroboron.

【0047】なお、前記高剛性鉄基合金の製造方法の第
1の製造方法および第2の製造方法において、焼結工程
の後に、熱間加工を施してなることが好ましい。すなわ
ち、前記第1の製造方法および第2の製造方法におい
て、焼結工程のみでは緻密化が不十分な場合、またはさ
らに十分な緻密化が必要な場合には、焼結体に種々の熱
間加工を施すことにより、容易に真密度にまで緻密化す
ることができる。熱間加工法としては、熱間鍛造、押し
出し、スエージ等が用いられる。加工温度は、900℃
〜1300℃の範囲で行うことが好ましい。900℃未
満での加工では変形抵抗が大きく、1300℃を超える
場合には液相を生ずる可能性があるため、好ましくな
い。また、熱間加工を行わず、HIP処理により緻密化
することができる。この場合の条件は、雰囲気ガスとの
反応性、緻密化挙動、経済性などを考慮して適宜処理条
件を設定するが、900℃〜1200℃、500〜20
00気圧、1〜10時間の範囲内で行うことが好まし
い。
In the first manufacturing method and the second manufacturing method of the method for manufacturing a high-rigidity iron-based alloy, it is preferable that hot working is performed after the sintering step. That is, in the first manufacturing method and the second manufacturing method, when the densification is insufficient by only the sintering step, or when more sufficient densification is required, the sintered body is subjected to various hot workings. By performing the processing, it is possible to easily densify to the true density. As the hot working method, hot forging, extrusion, swaging, etc. are used. Processing temperature is 900 ℃
It is preferable to carry out in the range of 1300 ° C. Processing at a temperature of less than 900 ° C has a large deformation resistance, and if it exceeds 1300 ° C, a liquid phase may occur, which is not preferable. Further, it is possible to densify by HIP processing without performing hot working. Regarding the conditions in this case, the processing conditions are appropriately set in consideration of the reactivity with the atmospheric gas, the densification behavior, the economical efficiency, etc., but 900 ° C. to 1200 ° C., 500 to 20 ° C.
It is preferable to carry out the treatment at 00 atm for 1 to 10 hours.

【0048】以下に、本発明の実施例を説明する。Examples of the present invention will be described below.

【0049】(第1実施例)原料粉末として、市販の S
US430 ステンレス鋼粉末(−♯ 330)およびバナジウム
二硼化物粉末(平均粒径:2μm)を用意した。次に、
SUS430 ステンレス鋼粉末とバナジウム硼化物粉末を表
1に示す割合で配合した粉末を、アルゴン雰囲気のアト
ライタ中にて10分間混合した。この混合粉末を、直径
12.7mm、高さ12mmの円柱状に圧力4ton/mm2 で金型
成形し、次いでこの成形体を1×10-5torrの雰囲気の
真空炉にて1時間焼結した。さらに、焼結体の緻密化を
促進するため、熱間加工再現装置により、1×10-5to
rrの真空中で、1150℃にて加工速度0.05mm/s、圧
下率75%まで圧縮加工した。この結果、直径約25mm
の円盤状の試験片を得た(試料番号:1、2)。
(First Example) As a raw material powder, commercially available S
US430 stainless steel powder (-# 330) and vanadium diboride powder (average particle size: 2 μm) were prepared. next,
A powder prepared by mixing SUS430 stainless steel powder and vanadium boride powder in the ratio shown in Table 1 was mixed for 10 minutes in an attritor in an argon atmosphere. The mixed powder was molded into a cylinder with a diameter of 12.7 mm and a height of 12 mm at a pressure of 4 ton / mm 2 , and then this compact was sintered in a vacuum furnace in an atmosphere of 1 × 10 -5 torr for 1 hour. did. Furthermore, in order to promote the densification of the sintered body, 1 × 10 −5 to
In a vacuum of rr, compression processing was performed at 1150 ° C. to a processing speed of 0.05 mm / s and a rolling reduction of 75%. As a result, the diameter is about 25 mm
A disc-shaped test piece was obtained (Sample Nos. 1 and 2).

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】得られた鉄基合金焼結体の金属組織を示す
顕微鏡写真図(倍率:600倍)を、図1(試料番号:
2)に示す。図1より明らかの如く、その組織は、SUS4
30ステンレスのフェライト相マトリックス中に、直径1
μm〜数μmの微細な複硼化物粒子が均一に分散した組
織となっていることが分かる。また、該硼化物粒子の体
積率および密度を測定した結果を、表1に併せて示す。
また、これら硼化物粒子中の各元素濃度を、EPMAに
より局所分析した結果、前記硼化物粒子は、バナジウム
25.4原子%のほか、マトリックスの構成元素である鉄
を20.5原子%含んでおり、バナジウム−鉄系複硼化物
であることが確認された。すなわち、原料粉末に配合し
たバナジウム二硼化物は、高温での焼結および熱間加工
を伴う本実施例の上記製造方法により、マトリックスの
鉄と反応して、バナジウム−鉄系複硼化物を形成するこ
とが確認された。
A micrograph showing the metal structure of the obtained iron-based alloy sintered body (magnification: 600 times) is shown in FIG. 1 (sample number:
2). As is clear from Fig. 1, the structure is SUS4.
1 diameter in 30 ferritic matrix of 30 stainless steel
It can be seen that it has a structure in which fine complex boride particles of μm to several μm are uniformly dispersed. Table 1 also shows the results of measuring the volume ratio and the density of the boride particles.
Further, as a result of locally analyzing the concentration of each element in these boride particles by EPMA, the boride particles contained 25.4 atom% of vanadium and 20.5 atom% of iron, which is a constituent element of the matrix. , And it was confirmed to be a vanadium-iron-based complex boride. That is, the vanadium diboride compounded in the raw material powder reacts with the iron in the matrix to form a vanadium-iron compound boride by the above-described manufacturing method of the present example involving sintering at high temperature and hot working. It was confirmed to do.

【0052】また、得られた鉄基合金の密度およびヤン
グ率を測定した。まず、ヤング率測定は、試験片として
1mm×2mm×11.2mmの角柱を切り出し、水晶振動子を
用いた複合振動子法によって行った。その結果を、表1
に併せて示す。表1より明らかのごとく、試料番号1お
よび試料番号2のバナジウム−鉄系複硼化物を分散させ
た鉄基合金のヤング率は、硼化物粒子の体積率増加に伴
い向上し、約31体積%でおよそ26,500kgf/mm2 に達す
ることが分かる。これは、従来の鉄合金に比較して3割
以上の向上率である。しかも、該鉄基合金の密度は、硼
化物粒子の体積率増加に伴い低下しており、分散した上
記バナジウム−鉄系複硼化物の比重が、鉄合金マトリッ
クスより小さいことを示唆している。
Further, the density and Young's modulus of the obtained iron-based alloy were measured. First, the Young's modulus was measured by cutting out a 1 mm × 2 mm × 11.2 mm prism as a test piece and performing a composite oscillator method using a crystal oscillator. The results are shown in Table 1.
Are also shown. As is clear from Table 1, the Young's modulus of the iron-based alloys in which the vanadium-iron compound boride of Sample No. 1 and Sample No. 2 are dispersed is improved with an increase in the volume ratio of boride particles, and is about 31% by volume. It can be seen that it reaches about 26,500 kgf / mm 2 . This is an improvement rate of 30% or more as compared with the conventional iron alloy. Moreover, the density of the iron-based alloy decreases with an increase in the volume ratio of boride particles, suggesting that the specific gravity of the dispersed vanadium-iron-based complex boride is smaller than that of the iron alloy matrix.

【0053】(第2実施例)原料粉末として、市販の S
US430 ステンレス鋼粉末(−♯ 330)、バナジウム二硼
化物粉末(平均粒径:2μm)、およびグラファイト粉
末を用意した。次に、 SUS430 ステンレス鋼粉末とバナ
ジウム二硼化物粉末とグラファイト粉末とを表1に示す
割合で配合した粉末を、前記第1実施例と同様に混合、
成形、焼結、熱間圧縮加工を施して、直径約25mmの円
盤状の鉄基合金焼結体試験片を得た(試料番号:3)。
得られた鉄基合金焼結体の体積率、密度およびヤング率
を、第1実施例と同様に測定した。その結果を、表1に
併せて示す。表1より明らかのごとく、試料番号3の鉄
基合金焼結体は、従来の鉄合金に比較して約2割向上し
ている。しかし、第1実施例の試料番号2と同じ比率で
バナジウム硼化物粉末が配合されていながら、炭素の存
在によりヤング率は約 7.9%低下していることが分か
る。
(Second Example) As a raw material powder, commercially available S
US430 stainless steel powder (-# 330), vanadium diboride powder (average particle size: 2 μm), and graphite powder were prepared. Next, a powder prepared by mixing SUS430 stainless steel powder, vanadium diboride powder, and graphite powder in the proportions shown in Table 1 was mixed in the same manner as in the first embodiment,
Molding, sintering, and hot compression were performed to obtain a disc-shaped iron-based alloy sintered body test piece having a diameter of about 25 mm (sample number: 3).
The volume ratio, density and Young's modulus of the obtained iron-based alloy sintered body were measured in the same manner as in Example 1. The results are also shown in Table 1. As is clear from Table 1, the iron-based alloy sintered body of Sample No. 3 is improved by about 20% as compared with the conventional iron alloy. However, it can be seen that the Young's modulus is reduced by about 7.9% due to the presence of carbon, although the vanadium boride powder is blended in the same ratio as in the sample No. 2 of the first embodiment.

【0054】(第3実施例) 原料粉末として、市販の SUS430 ステンレス鋼粉末(−
♯ 330)、およびニオブ二硼化物粉末(平均粒径:2μ
m)を用意した。次に、 SUS430 ステンレス鋼粉末と
オブ二硼化物粉末とを表1に示す割合で配合した粉末
を、前記第1実施例と同様に混合、成形、焼結、熱間圧
縮加工を施して、直径約25mmの円盤状の鉄基合金焼結
体試験片を得た(試料番号:4および5)。
(Third Example) As a raw material powder, commercially available SUS430 stainless steel powder (-
# 330), and niobium diboride powder (average particle size: 2μ
m) was prepared. Next, SUS430 stainless steel powder and ni
A powder prepared by blending obovide boride powder in a ratio shown in Table 1 was mixed, molded, sintered, and hot-compressed in the same manner as in the first embodiment to form a disk-shaped iron base having a diameter of about 25 mm. The alloy sintered compact test piece was obtained (sample number: 4 and 5).

【0055】得られた鉄基合金焼結体の金属組織を顕微
鏡により観察した結果、その組織は、SUS430ステンレス
のフェライト相マトリックス中に、直径1μm〜数μm
の微細な複硼化物粒子が均一に分散した組織となってい
ることが確認された。また、これら硼化物粒子中の各元
素濃度を、EPMAにより局所分析した結果、前記硼化
物粒子は、ニオブ26.0原子%のほか、マトリックスの
構成元素である鉄を30.9原子%含んでおり、ニオブ−
鉄系複硼化物であることが確認された。すなわち、原料
粉末に配合したニオブ二硼化物は、高温での焼結および
熱間加工を伴う本実施例の上記製造方法により、マトリ
ックスの鉄と反応して、ニオブ−鉄系複硼化物を形成す
ることが確認された。
As a result of observing the metal structure of the obtained iron-based alloy sintered body with a microscope, the structure was found to have a diameter of 1 μm to several μm in the ferrite phase matrix of SUS430 stainless steel.
It was confirmed that the fine double boride particles of No. 2 had a structure in which they were uniformly dispersed. In addition, as a result of locally analyzing the concentration of each element in these boride particles by EPMA, the boride particles contained 29.0 atomic% of niobium and 30.9 atomic% of iron, which is a constituent element of the matrix. Cage, niobium-
It was confirmed to be an iron-based complex boride. That is, the niobium diboride compounded in the raw material powder reacts with the iron in the matrix to form a niobium-iron compound boride by the above-described manufacturing method of the present example involving sintering at high temperature and hot working. It was confirmed to do.

【0056】得られた鉄基合金焼結体の体積率、密度お
よびヤング率を、第1実施例と同様に測定した。その結
果を、表1に併せて示す。表1より明らかのごとく、試
料番号4および試料番号5のニオブ−鉄系複硼化物を分
散させた鉄基合金のヤング率は、硼化物粒子の体積率増
加に伴い向上し、約43体積%でおよそ26,120kgf/mm2
に達することが分かる。これは、従来の鉄合金に比較し
て約3割の向上率である。しかも、該鉄基合金の密度
は、硼化物粒子の体積増加率に伴い低下しており、分散
した上記ニオブ−鉄系複硼化物の比重が、鉄合金マトリ
ックスより小さいことを示唆している。
The volume ratio, density and Young's modulus of the obtained iron-based alloy sintered body were measured in the same manner as in the first embodiment. The results are also shown in Table 1. As is clear from Table 1, the Young's modulus of the iron-based alloys of Sample No. 4 and Sample No. 5 in which the niobium-iron-based complex boride was dispersed was improved with an increase in the volume ratio of boride particles, and was about 43% by volume. About 26,120 kgf / mm 2
You can see that This is an improvement rate of about 30% as compared with the conventional iron alloy. Moreover, the density of the iron-based alloy decreases with the volume increase rate of the boride particles, suggesting that the specific gravity of the dispersed niobium-iron-based complex boride is smaller than that of the iron alloy matrix.

【0057】(比較例1)原料粉末として市販の SUS43
0 ステンレス鋼粉末(−♯ 330)のみを用いた他は、前
記第1実施例と同様にして混合、成形、焼結、熱間圧縮
加工を施して、直径約25mmの円盤状の比較用鉄基合金
焼結体試験片を得た(試料番号:C1)。得られた比較
用鉄基合金焼結体の密度、体積率、密度およびヤング率
を、第1実施例と同様に測定した結果を、表1に併せて
示す。表1より明らかのごとく、試料番号C1の比較用
鉄基合金焼結体のヤング率は20,250kgf/mm2 と低いヤン
グ率であることが分かる。
Comparative Example 1 Commercially available SUS43 as raw material powder
0 A disk-shaped comparative iron having a diameter of about 25 mm was prepared by mixing, molding, sintering and hot pressing in the same manner as in the first embodiment except that only stainless steel powder (-# 330) was used. A base alloy sintered body test piece was obtained (sample number: C1). The density, volume ratio, density and Young's modulus of the obtained comparative iron-based alloy sintered body were measured in the same manner as in Example 1, and the results are also shown in Table 1. As is clear from Table 1, the Young's modulus of the comparative iron-based alloy sintered body of Sample No. C1 is as low as 20,250 kgf / mm 2 .

【0058】(比較例2)原料粉末として、市販の SUS
430 ステンレス鋼粉末(−♯ 330)およびモリブデン硼
化物粉末(平均粒径:1.7μm)を用意した。次に、 S
US430 ステンレス鋼粉末とモリブデン硼化物粉末を表1
に示す割合で配合した粉末を、前記第1実施例と同様に
混合、成形、焼結、熱間圧縮加工を施して、直径約25
mmの円盤状の比較用鉄基合金焼結体試験片を得た(試料
番号:C2)。得られた比較用焼結体の金属組織を示す
顕微鏡写真図(倍率:600倍)を、図2に示す。図2
より明らかの如く、その組織は、SUS430ステンレスのフ
ェライト相マトリックス中に、直径数μmの硼化物粒子
が分散した組織となっている。
Comparative Example 2 Commercially available SUS was used as the raw material powder.
430 stainless steel powder (-# 330) and molybdenum boride powder (average particle size: 1.7 μm) were prepared. Then S
Table 1 shows US430 stainless steel powder and molybdenum boride powder.
The powders mixed in the ratio shown in Table 1 were mixed, molded, sintered, and hot-compressed in the same manner as in the first embodiment to have a diameter of about 25.
A mm-shaped disk-shaped comparative iron-based alloy sintered body test piece was obtained (sample number: C2). FIG. 2 shows a micrograph (magnification: 600 times) showing the metal structure of the obtained comparative sintered body. Figure 2
As is clearer, the structure is a structure in which boride particles having a diameter of several μm are dispersed in a ferrite phase matrix of SUS430 stainless steel.

【0059】また、該硼化物粒子の体積率を測定した結
果を、表1に併せて示す。また、これら硼化物粒子中の
各元素濃度を、EPMAにより局所分析した結果、前記
硼化物粒子は、マトリックスの構成元素である鉄および
クロムをそれぞれ19.0重量%、3.8重量%含んでお
り、さらに、X線回折によって、鉄−クロム−モリブデ
ン系複硼化物であることが確認された。すなわち、原料
粉末に配合したモリブデン硼化物は、マトリックスの鉄
およびクロムと反応して、鉄−クロム−モリブデン系複
硼化物に変化することが分かった。また、得られた鉄基
合金の密度およびヤング率を第1実施例と同様に測定し
た。その結果を、表1に併せて示す。試料番号C2のモ
リブデン硼化物を分散させた鉄基合金は、試料番号C1
に比べて、硼化物の分散によりヤング率が向上している
が、その密度は、ベースとなる比較例1(試料番号:C
1)の鉄基合金焼結体の密度より増加していることが分
かる。
The results of measuring the volume ratio of the boride particles are also shown in Table 1. Further, as a result of locally analyzing the concentration of each element in these boride particles by EPMA, the boride particles contained 19.0 wt% and 3.8 wt% of iron and chromium, which are the constituent elements of the matrix, respectively. Furthermore, it was confirmed by X-ray diffraction that the compound was an iron-chromium-molybdenum-based complex boride. That is, it was found that the molybdenum boride compounded in the raw material powder reacts with iron and chromium in the matrix to change into an iron-chromium-molybdenum complex boride. Moreover, the density and Young's modulus of the obtained iron-based alloy were measured in the same manner as in the first example. The results are also shown in Table 1. The iron-based alloy in which molybdenum boride of sample number C2 is dispersed is sample number C1.
Compared with, the Young's modulus is improved by the dispersion of the boride, but the density is the same as that of Comparative Example 1 (sample number: C
It can be seen that the density is higher than the density of the iron-based alloy sintered body of 1).

【0060】(ヤング率分析)前記第1実施例、第3実
施例および比較例2により得られた各鉄基合金および比
較用鉄基合金についてヤング率を測定した結果を、それ
ぞれの比重で割った比ヤング率を、それぞれの硼化物体
積率に対して整理して比較したものを、図3に示す。同
図中、「A」は第1実施例のバナジウム−鉄系複硼化物
分散鉄基合金について、「B」は第3実施例のニオブ−
鉄系複硼化物分散鉄基合金について、「C」は比較例2
のモリブデン−鉄系複硼化物分散比較用鉄基合金につい
ての、それぞれの結果を示す。
(Young's modulus analysis) The Young's modulus of each iron-based alloy and the comparative iron-based alloy obtained in the first, third and comparative examples was divided by the specific gravity. FIG. 3 shows a comparison of the specific Young's modulus for each boride volume ratio. In the figure, “A” indicates the vanadium-iron-based complex boride-dispersed iron-based alloy of the first embodiment, and “B” indicates the niobium of the third embodiment.
Regarding the iron-based double boride-dispersed iron-based alloy, “C” indicates Comparative Example 2
The respective results are shown for the molybdenum-iron based complex boride dispersion comparative iron-based alloy of.

【0061】図3より明らかのごとく、本発明にかかる
実施例のバナジウム−鉄系複硼化物およびニオブ−鉄系
複硼化物を分散させた鉄基合金は、モリブデン−鉄系複
硼化物を分散させた比較用鉄基合金に比べて、同じ体積
率の硼化物粒子を分散させた場合でも、その低比重化に
よって特に比ヤング率に優れたものとなる。これは、該
硼化物を分散させた高剛性鉄基合金を用いれば、小型化
/薄肉化による軽量化とともに、比重低下によって一層
の軽量化が達成されることを示している。
As is apparent from FIG. 3, the iron-based alloy in which the vanadium-iron-based complex boride and the niobium-iron-based complex boride are dispersed according to the embodiment of the present invention has the molybdenum-iron-based complex boride dispersed therein. Even when boride particles having the same volume ratio are dispersed as compared with the comparative iron-based alloy, the specific Young's modulus becomes particularly excellent due to the low specific gravity. This indicates that if a high-rigidity iron-based alloy in which the boride is dispersed is used, the weight can be reduced by downsizing / thinning and the weight can be further reduced by reducing the specific gravity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例において得られた鉄基合金
焼結体の金属組織を示す顕微鏡写真図(倍率:600
倍)である。
FIG. 1 is a micrograph showing the metal structure of an iron-based alloy sintered body obtained in the first example of the present invention (magnification: 600).
Times).

【図2】比較例2において得られた比較用鉄基合金焼結
体の金属組織を示す顕微鏡写真図(倍率:600倍)で
ある。
FIG. 2 is a micrograph (magnification: 600 times) showing a metal structure of a comparative iron-based alloy sintered body obtained in Comparative Example 2.

【図3】本発明の第1実施例、第3実施例、および比較
例2において得られた鉄基合金焼結体に関し、それぞれ
の比ヤング率を比較した線図である。
FIG. 3 is a diagram comparing the specific Young's moduli of the iron-based alloy sintered bodies obtained in the first example, the third example, and the comparative example 2 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A ・・・ バナジウム−鉄系複硼化物分散鉄基合金
(第1実施例) B ・・・ ニオブ−鉄系複硼化物分散鉄基合金(第3
実施例) C ・・・ モリブデン−鉄系複硼化物分散鉄基合金
(比較例2)
A: Vanadium-iron based complex boride-dispersed iron-based alloy (first example) B: Niobium-iron based complex boride-dispersed iron-based alloy (third example)
Example) C ... Molybdenum-iron-based complex boride dispersed iron-based alloy (Comparative Example 2)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 38/00 - 38/60 C22C 33/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C22C 38/00-38/60 C22C 33/02

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】鉄または鉄合金からなるマトリックスと、 該マトリックス中に10〜50体積%分散させた5A
族元素の一種以上と鉄との前記マトリックスよりも比
重の小さな複硼化物の少なくとも一種以上とからなるこ
とを特徴とする高剛性鉄基合金。
1. A matrix composed of iron or an iron alloy, and 10A to 50% by volume dispersed in the matrix , 5A
With one or more and iron group elements, high rigidity iron-based alloy, characterized in that it consists of at least one or more small complex boride specific gravity than the matrix.
【請求項2】炭素含有量が0.1重量%以下であること
を特徴とする請求項1記載の高剛性鉄基合金。
2. The high-rigidity iron-based alloy according to claim 1, wherein the carbon content is 0.1% by weight or less.
【請求項3】鉄粉末または鉄合金粉末と、5A族元素の
一種以上の硼化物粉末の少なくとも一種以上とからなる
原料粉末を混合して混合粉末とする原料粉末混合工程
と、 該混合粉末を所定形状に成形して成形体とする成形工程
と、 該成形体を焼結して焼結体とする焼結工程とからなり、 鉄または鉄合金からなるマトリックス中に、5A族元素
の一種以上と鉄との、該マトリックスよりも比重の小さ
な複硼化物の少なくとも一種以上を10〜50体積%
散させてなることを特徴とする高剛性鉄基合金の製造方
法。
3. A raw material powder mixing step of mixing a raw material powder consisting of iron powder or iron alloy powder and at least one or more boride powders of one or more elements of Group 5A into a mixed powder, and the mixed powder. It comprises a forming step of forming a formed body into a predetermined shape and a sintering step of sintering the formed body into a sintered body, wherein one or more elements of Group 5A elements are contained in a matrix made of iron or an iron alloy. and with iron, the manufacturing method of high rigidity iron-based alloy in which the matrix at least one kind of dispersing 10-50% by volume of small complex boride specific gravity than that characterized by comprising.
【請求項4】炭素含有量が0.1重量%以下であること
を特徴とする請求項3記載の高剛性鉄基合金の製造方
法。
4. The method for producing a high-rigidity iron-based alloy according to claim 3, wherein the carbon content is 0.1% by weight or less.
【請求項5】鉄粉末または鉄合金粉末と、フェロボロン
粉末と、5A族元素を少なくとも一種以上を含むフェロ
アロイ粉末とを含む原料粉末を混合して混合粉末とする
原料粉末混合工程と、 該混合粉末を所定形状に成形して成形体とする成形工程
と、 該成形体を焼結して焼結体とする焼結工程とからなり、 鉄または鉄合金からなるマトリックス中に、5A族元素
の一種以上と鉄との、該マトリックスよりも比重の小さ
な複硼化物の少なくとも一種以上を、フェロボロンとフ
ェロアロイとの反応により10〜50体積%生成・分散
させてなることを特徴とする高剛性鉄基合金の製造方
法。
5. A raw material powder mixing step of mixing raw material powders containing iron powders or iron alloy powders, ferroboron powders, and ferroalloy powders containing at least one or more 5A group elements to obtain mixed powders, and the mixed powders. Of a group 5A element in a matrix made of iron or an iron alloy, which comprises a forming step of forming a predetermined shape into a formed body and a sintering step of sintering the formed body into a sintered body. rigid iron-based alloy, characterized by comprising and iron, the at least one or more kinds of small complex boride specific gravity than the matrix, reaction 10-50% by volume is generated and distributed by the ferroboron and ferroalloy more Manufacturing method.
【請求項6】焼結工程の後に、熱間加工を施してなるこ
とを特徴とする請求項3ないし請求項5のいずれかに記
載の高剛性鉄基合金の製造方法。
6. The method for producing a high-rigidity iron-based alloy according to claim 3, wherein hot working is performed after the sintering step.
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