JPH0353386B2 - - Google Patents
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- JPH0353386B2 JPH0353386B2 JP58173100A JP17310083A JPH0353386B2 JP H0353386 B2 JPH0353386 B2 JP H0353386B2 JP 58173100 A JP58173100 A JP 58173100A JP 17310083 A JP17310083 A JP 17310083A JP H0353386 B2 JPH0353386 B2 JP H0353386B2
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Landscapes
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- Springs (AREA)
Description
〔発明の技術分野〕
本発明は精密機器を中心に応用される、弾性率
の温度依存性が極めて少ない析出硬化型の恒弾性
合金に関するものである。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 一般に恒弾性合金はトルク指示計、時計々測器
用ぜんまい等の精密部品、精密ベロー、絶対圧力
計、流量計、工業用圧力計、ブルドン管等の精密
構造部品、あるいは、音叉音片、発振器等の振動
体材料など温度変化による弾性率の変化をきらう
機器の材料として広く利用されている。 従来、このような、恒弾性合金としてはFe−
Ni系のエリンバー合金が著名であるが、この材
料は冷間加工状態で使わなければならず、しかも
冷間加工条件が、恒弾性特性や機械的特性に大き
く影響するため、近年はFe−Ni−Cr−Ti−Al系
の析出型の恒弾性合金が多く利用されるようにな
つてきた。この析出型の恒弾性合金は、冷間加工
と熱処理条件を選定することにより、恒弾性特性
を評価する一つの指標である熱弾性係数を比較的
容易に零にすることが可能であると共に、強度的
にも優れた特性を示すものである。しかしなが
ら、この析出型恒弾性合金の恒弾性特性は、通常
70〜80℃程度までしか、その特性を保持できず、
高温領域で使用する場合に大きな限界があり、そ
の応用範囲も限られていた。 〔発明の目的〕 本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、恒
弾性特性を180℃以上まで大巾に向上させると共
に、強度的にも従来の析出強化型合金と同等以上
の優れた特性を有する恒弾性合金を提供するもの
である。 〔発明の概要〕 本発明は重量％でニツケル（Ni）40.0〜44.5
％、コバルト（Co）1.5％〜10.0％、クロム（Cr）
4.0〜6.5％、チタン（Ti）0.5〜1.9％、アルミニ
ウム（Al）0.1〜1.0％、残部鉄（Fe）と附随的不
純物からなり、20℃から少なくとも180℃の温度
範囲で熱弾性係数が±５×10-6［１／℃］の恒弾
性特性を有することを特徴とするものである。 次に本発明合金を構成する各成分の添加理由お
よびその添加量の限定理由について説明する。 ニツケル（Ni）は恒弾性特性を維持するため
に最も効果的な元素であり、その添加量が40.0％
未満、および44.5％を越えると有効な恒弾性特性
が得られない。 コバルト（Co）は、ニツケルと同様に恒弾性
特性を維持するために有効な元素であり、1.5％
未満および10.0％を越えると充分な効果がない。
特にコバルトは合金の磁気変態点温度を上昇させ
る添加元素である。恒弾性特性の上限温度の向上
に寄与する。 クロムはニツケルと同様に恒弾性特性を維持す
るために有効な元素で、その添加量が4.0％未満
および6.5％を越えると、十分な恒弾性特性が得
られない。さらに、クロムの添加は、耐食性を良
くすると考えられる。 チタンは時効処理により析出して合金強度を向
上させるのに有効な元素であり、その添加量が
0.5％未満では十分な強度が得られず、また1.9％
を越えると、恒弾性特性の劣化をもたらす。 アルミニウムはチタンと同様合金強度を向上さ
せるのに有効な元素であり、その添加量が0.1％
未満では十分な強度の向上がなく、1.0％を越え
ると、恒弾性特性の劣化をもたらす。 次に本発明合金の製造方法について簡単に説明
する。真空または不活性ガス雰囲気中誘導溶解法
等で所定の合金組成とし、熱間加工により所定の
形状まで加工し、更に冷間加工を行つて所定の形
状に形成し、しかる後、時効処理を施して製造さ
れる。この場合、冷間加工は加工率10％〜90％の
範囲で施され、時効処理条件としては、例えば
200〜750℃で0.1〜100時間の加熱を行う。 〔発明の実施例〕 （実施例） 合金成分として第１表の実施例に示す組成を主
要組成とする合金を、高周波真空溶解により製造
し、得られたインゴツトを熱間加工して厚さ２mm
の板材とした。この板材を更に1000℃×１時間、
加熱保持後、水焼入れを行ない、次いで50％の冷
間圧延を行つて厚さ１mmとした。 得られた板材を試験素材として、時効処理後恒
弾性特性と引張強さを測定した。恒弾性特性は、
熱弾性係数を用いて評価し、測定は１×10×100
mmに切り出した試験片の固有振動数（横振動法）
の周波数の温度依存性で評価した。この測定値よ
り弾性率（ヤング率Ｅ）を求め、温度による変化
状態を第１図に曲線ａで示した。 また、弾性率の温度変化依存性（変化率）を
ｅ、熱膨張係数の温度依存性（変化率）をαとす
ると、熱弾性係数＝ｅ＋αで表わされる。この熱
弾性係数は恒弾性特性を評価する指標として用い
られ、これが零に近い程、恒弾性特性に優れてい
るが、本実施例品では、この熱弾性係数が常温
（20℃）から180℃の間で５×10-6〔１／℃〕と極
めて低い値を得ることが出来た。 （比較例） 次に、比較例として第１表に示す比較例１〜２
の合金組成で実施例と同様な製造法により、試験
片を作製し、同じ評価を行つた。比較例−１はコ
バルト量が1.2％と許容範囲以下であり、このた
め、恒弾性特性の温度範囲が向上していないのが
明らかである。比較例−２はコバルト量が許容範
囲を越えており、同様に恒弾性特性の温度範囲が
定充分である。 （従来例） 第１表の従来例−１に示販品の析出型恒弾性合
金を示す。これらの測定結果は第１表に示す通り
である。また、弾性率の温度依存性は第１図に曲
線ｂで示す通りである。
の温度依存性が極めて少ない析出硬化型の恒弾性
合金に関するものである。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 一般に恒弾性合金はトルク指示計、時計々測器
用ぜんまい等の精密部品、精密ベロー、絶対圧力
計、流量計、工業用圧力計、ブルドン管等の精密
構造部品、あるいは、音叉音片、発振器等の振動
体材料など温度変化による弾性率の変化をきらう
機器の材料として広く利用されている。 従来、このような、恒弾性合金としてはFe−
Ni系のエリンバー合金が著名であるが、この材
料は冷間加工状態で使わなければならず、しかも
冷間加工条件が、恒弾性特性や機械的特性に大き
く影響するため、近年はFe−Ni−Cr−Ti−Al系
の析出型の恒弾性合金が多く利用されるようにな
つてきた。この析出型の恒弾性合金は、冷間加工
と熱処理条件を選定することにより、恒弾性特性
を評価する一つの指標である熱弾性係数を比較的
容易に零にすることが可能であると共に、強度的
にも優れた特性を示すものである。しかしなが
ら、この析出型恒弾性合金の恒弾性特性は、通常
70〜80℃程度までしか、その特性を保持できず、
高温領域で使用する場合に大きな限界があり、そ
の応用範囲も限られていた。 〔発明の目的〕 本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、恒
弾性特性を180℃以上まで大巾に向上させると共
に、強度的にも従来の析出強化型合金と同等以上
の優れた特性を有する恒弾性合金を提供するもの
である。 〔発明の概要〕 本発明は重量％でニツケル（Ni）40.0〜44.5
％、コバルト（Co）1.5％〜10.0％、クロム（Cr）
4.0〜6.5％、チタン（Ti）0.5〜1.9％、アルミニ
ウム（Al）0.1〜1.0％、残部鉄（Fe）と附随的不
純物からなり、20℃から少なくとも180℃の温度
範囲で熱弾性係数が±５×10-6［１／℃］の恒弾
性特性を有することを特徴とするものである。 次に本発明合金を構成する各成分の添加理由お
よびその添加量の限定理由について説明する。 ニツケル（Ni）は恒弾性特性を維持するため
に最も効果的な元素であり、その添加量が40.0％
未満、および44.5％を越えると有効な恒弾性特性
が得られない。 コバルト（Co）は、ニツケルと同様に恒弾性
特性を維持するために有効な元素であり、1.5％
未満および10.0％を越えると充分な効果がない。
特にコバルトは合金の磁気変態点温度を上昇させ
る添加元素である。恒弾性特性の上限温度の向上
に寄与する。 クロムはニツケルと同様に恒弾性特性を維持す
るために有効な元素で、その添加量が4.0％未満
および6.5％を越えると、十分な恒弾性特性が得
られない。さらに、クロムの添加は、耐食性を良
くすると考えられる。 チタンは時効処理により析出して合金強度を向
上させるのに有効な元素であり、その添加量が
0.5％未満では十分な強度が得られず、また1.9％
を越えると、恒弾性特性の劣化をもたらす。 アルミニウムはチタンと同様合金強度を向上さ
せるのに有効な元素であり、その添加量が0.1％
未満では十分な強度の向上がなく、1.0％を越え
ると、恒弾性特性の劣化をもたらす。 次に本発明合金の製造方法について簡単に説明
する。真空または不活性ガス雰囲気中誘導溶解法
等で所定の合金組成とし、熱間加工により所定の
形状まで加工し、更に冷間加工を行つて所定の形
状に形成し、しかる後、時効処理を施して製造さ
れる。この場合、冷間加工は加工率10％〜90％の
範囲で施され、時効処理条件としては、例えば
200〜750℃で0.1〜100時間の加熱を行う。 〔発明の実施例〕 （実施例） 合金成分として第１表の実施例に示す組成を主
要組成とする合金を、高周波真空溶解により製造
し、得られたインゴツトを熱間加工して厚さ２mm
の板材とした。この板材を更に1000℃×１時間、
加熱保持後、水焼入れを行ない、次いで50％の冷
間圧延を行つて厚さ１mmとした。 得られた板材を試験素材として、時効処理後恒
弾性特性と引張強さを測定した。恒弾性特性は、
熱弾性係数を用いて評価し、測定は１×10×100
mmに切り出した試験片の固有振動数（横振動法）
の周波数の温度依存性で評価した。この測定値よ
り弾性率（ヤング率Ｅ）を求め、温度による変化
状態を第１図に曲線ａで示した。 また、弾性率の温度変化依存性（変化率）を
ｅ、熱膨張係数の温度依存性（変化率）をαとす
ると、熱弾性係数＝ｅ＋αで表わされる。この熱
弾性係数は恒弾性特性を評価する指標として用い
られ、これが零に近い程、恒弾性特性に優れてい
るが、本実施例品では、この熱弾性係数が常温
（20℃）から180℃の間で５×10-6〔１／℃〕と極
めて低い値を得ることが出来た。 （比較例） 次に、比較例として第１表に示す比較例１〜２
の合金組成で実施例と同様な製造法により、試験
片を作製し、同じ評価を行つた。比較例−１はコ
バルト量が1.2％と許容範囲以下であり、このた
め、恒弾性特性の温度範囲が向上していないのが
明らかである。比較例−２はコバルト量が許容範
囲を越えており、同様に恒弾性特性の温度範囲が
定充分である。 （従来例） 第１表の従来例−１に示販品の析出型恒弾性合
金を示す。これらの測定結果は第１表に示す通り
である。また、弾性率の温度依存性は第１図に曲
線ｂで示す通りである。
【表】
【表】
を示す。
〔発明の効果〕 上表の結果から明らかな如く、本発明に係わる
析出硬化型恒弾性合金によれば、従来の析出硬化
型恒弾性合金は、その恒弾性を示す温度範囲が
高々80℃であつたものが、本発明では180℃以上
まで向上し、しかも従来合金とほぼ同等の引張強
度を有している。この様な特徴を有する恒弾性合
金は、その応用範囲を飛躍的に拡大することがで
きる。
〔発明の効果〕 上表の結果から明らかな如く、本発明に係わる
析出硬化型恒弾性合金によれば、従来の析出硬化
型恒弾性合金は、その恒弾性を示す温度範囲が
高々80℃であつたものが、本発明では180℃以上
まで向上し、しかも従来合金とほぼ同等の引張強
度を有している。この様な特徴を有する恒弾性合
金は、その応用範囲を飛躍的に拡大することがで
きる。
第１図は本発明合金と従来合金の弾性率の温度
変化依存性を示す特性図である。
変化依存性を示す特性図である。
Claims (1)
- １ 重量％でニツケル（Ni）4.0〜44.5％、コバ
ルト（Co）1.5％〜10.0％、クロム（Cr）4.0〜6.5
％、チタン（Ti）0.5〜1.9％、アルミニウム
（Al）0.1〜1.0％、残部鉄（Fe）と附随的不純物
よりなり、20℃から180℃の温度範囲で熱弾性係
数が±５×10-6［１／℃］以内の恒弾性特性を有
することを特徴とする恒弾性合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17310083A JPS6067646A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 恒弾性合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17310083A JPS6067646A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 恒弾性合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6067646A JPS6067646A (ja) | 1985-04-18 |
| JPH0353386B2 true JPH0353386B2 (ja) | 1991-08-14 |
Family
ID=15954175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17310083A Granted JPS6067646A (ja) | 1983-09-21 | 1983-09-21 | 恒弾性合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6067646A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03110901A (ja) * | 1989-09-26 | 1991-05-10 | Mitsubishi Electric Corp | アンテナ装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149441A (en) * | 1981-03-12 | 1982-09-16 | Res Inst Electric Magnetic Alloys | Elinver type alloy for high temperature and preparation thereof |
-
1983
- 1983-09-21 JP JP17310083A patent/JPS6067646A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57149441A (en) * | 1981-03-12 | 1982-09-16 | Res Inst Electric Magnetic Alloys | Elinver type alloy for high temperature and preparation thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6067646A (ja) | 1985-04-18 |
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