JP6460476B2 - 固溶強化型オーステナイト鋼薄板 - Google Patents
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Description
さらにFe−36質量%Ni合金を高張力化することを目的として、特開2000−355739号公報(特許文献1)には、Nb,Ta,Ti,Al,Mo,Wのうち1種あるいは2種以上を合計で0.1〜5.0%含有する合金の提案もある。この提案は低熱膨張特性を維持しつつ、Fe−36質量%Ni合金よりも高い張力が得られるという点で優れたものである。
本発明の目的は、今後益々強くなる基材の薄肉化の要求に対応するため、張力すなわち強度を高めた低熱膨張特性にも優れる固溶強化型オーステナイト鋼薄板を提供することである。
即ち本発明は、質量%で、8〜15%のMoまたは10〜20%のWの何れかを含有し、28〜34%のNi、3〜8%のCo、1%以下のMn、残部Fe及び不純物でなる固溶強化型オーステナイト鋼薄板である。
前記の固溶強化型オーステナイト鋼薄板の厚さが300μm以下であることが好ましい。
本発明の固溶強化型オーステナイト鋼薄板において、各添加元素とその含有量の範囲を規定した理由は以下の通りである。なお、特に記載のない限り質量%として記す。
<Ni:28〜34%>
Niを28〜34%としたのはNiはオーステナイト構造を室温まで安定化させるとともに低熱膨張特性を得るためである。Niが34%を超えると熱膨張率が増加するとともに素材コストの大幅な増加を招く。一方でNiが28%よりも少なくなると室温でオーステナイト相が安定的に存在できなくなるとともに熱膨張係数の増加を招く。そのため、Niを28〜34%の範囲とした。前述のNiの効果をより確実に発揮するには、Ni上限を33%とするのが好ましく、また、Niの下限は30%とするのが好ましい。
<Co:3〜8%>
Coを3〜8%としたのはNiに置換して添加することで熱膨張係数が大幅に減少するためである。Co添加量が3%よりも少ない、もしくは8%を超えるとこの低熱膨張効果が得られないことからCoは3〜8%の範囲とした。前述のCoの効果をより確実に発揮するには、Co上限を7%とするのが好ましく、また、Coの下限は4%とするのが好ましい。
<Mn:1%以下>
Mnは薄板の製造工程で必要な熱間加工工程等の加工性を向上させる一方で熱膨張係数の増加を招くため1%を上限とする。Mnの熱間加工性向上効果をより確実に得るには、Mnの下限を0.5%とするのが好ましい。
MoとWは何れもオーステナイト中に置換型に固溶し、Fe原子半径との寸法差が大きいことから固溶強化能の高い元素である。さらに原子量が大きくFe中での拡散係数が小さいため長期に渡り相安定性が維持でき、強度と相安定性、低熱膨張特性が得られるためである。
MoまたはWが、それぞれ15%、20%を超えると大幅な熱膨張係数の増加を招いてしまう。したがってMoの上限は15%以下、Wの上限は20%以下とした。一方でMoまたはWがそれぞれ8%、10%よりも少なくなると基材の薄肉化に伴う強度低下を補えなくなる。そのため、MoまたはWは何れかを、Mo:8〜15%、W:10〜20%とした。Moの好ましい範囲は9%以上、10%以下であり、Wの好ましい範囲は11%以上、15%以下である。
<残部>
前述した添加元素以外の残部は実質的にFeである。しかし、製造上不可避的に混入する不純物は含まれる。不純物含有量は少ない方が好ましいが、以下の範囲であれば差し支えない。
P≦0.01%、S≦0.01%、Cu≦0.2%
真空溶解で10kg鋼塊を作製し、熱間圧延を行い横断面が30mm×30mmの棒材を作製し、そこから厚さ2mm、幅25mm、長さ100mmの板材を放電加工により切り出し、冷間圧延と950℃×15minの焼鈍を繰返し、厚さ0.2mmの固溶強化型オーステナイト鋼薄板を作製した。化学組成を表1に示す。
また、MoやWの添加量の増加に伴い強度レベルが高まることが分かる。MoやWの添加量の増加に伴い、熱膨張係数も増加するが、本発明のオーステナイト鋼は熱膨張係数が10×10-6以下であり、一般的な鋼よりも低熱膨張特性を有している。
以上のことから、本発明は高い強度特性と低熱膨張特性に優れているため、軽量化やハンドリング性、製品の寸法精度が要求されるエレクトロニクス部材の用途に適用できる。
Claims (2)
- 質量%で、8〜15%のMoまたは10〜20%のWの何れかを含有し、28〜34%のNi、3〜8%のCo、1%以下のMn、残部Fe及び不純物でなることを特徴とする固溶強化型オーステナイト鋼薄板。
- 前記固溶強化型オーステナイト鋼薄板の厚さが300μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の固溶強化型オーステナイト鋼薄板。
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