JPH0390545A - 軟磁性高強度鋼 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 、〔産業上の利用分野］ 本発明は、軟質な磁気特性（軟磁性）を有すると共に高
強度のマルエージング鋼に関する。

〔従来技術〕

近年、各種産業機器、更には原子力設備、航空宇宙設備
等においては、誘導電動機の回転体などに軟磁性高強度
鋼が要求されている。即ち９例えば高速回転体のヨーク
材、リレー材には、軟磁性であると共に高強度な材料が
要求されている。

しかして、上記軟磁性高強度材料としては７例えばマル
エージング鋼がある。言亥マルエージング鋼は、Ｃ量が
低くてＮｉ量の多い（例えば１８％）マルテンサイト鋼
に適切な時効処理を与えることより得られる。そして、
該マルエージング鋼は１８０　ｋｇ　ｒ　／ｍｍ”以上
という高い引張り強度を有し、また半硬質な磁性を有す
る。

〔解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来のマルエージング鋼は引張り強
度は高いものの、保磁力が約２０エルステツド（Ｏｅ）
以上であるため、磁気的に十分に軟質であるとは言えな
い。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、従来の１８Ｎ＋
マルエージング鋼を改良し、保磁力が１５エルステツド
以下で、しかも高強度の軟磁性高強度のマルエージング
鋼を提供しようとするものである。

（課題の解決手段〕 本願の第１発明は１重量比で、Ｃ０，０３％以下、Ｓｉ
０．１％以下、Ｍｎ０．１％以下、Ｎｉ４〜２３％、Ｃ
ｕ０．５〜６．０％、Ｍｏ０．２〜５．０％、及びＴｉ
０．３〜３．０％又はＡｌ０００５〜３．０％の一方又
は双方を含有し、残部鉄よりなることを特徴とする軟磁
性高強度鋼にある。

本発明者らは、上記課題を解決するため、従来のマルエ
ージング鋼における磁気特性を改善すべく、Ｎｉ、Ｃ０
．Ｍｏの合金元素の添加量を低くすることを検討した。

しかし、上記合金元素の量を低減すると９強度が低下し
、更にＮｉ量の低減は、マルテンサイト変態点の上昇、
焼入性の低下を招来する。

そこで１本発明は、特にＣＯを必須とせず、ＣＵを添加
し、他の各種合金成分を調整することにより、マルテン
サイト変態点の上昇及び焼入性低下を防止し、軟磁性で
かつ高強度のマルエージング鋼を得たものである。

また、第２発明は、上記第１発明において、更にＣｏ０
．５〜１０．０％、Ｃｒ０．５〜１０％の一方又は双方
を添加したものである。

次に、上記発明における成分限定理由につき。

説明する。

Ｃ，０，０３％以下。

Ｃは不純物として混入するものであるが、０゜０３％を
越えるとＴｉなどと炭化物を形威し、延性、靭性を害す
るおそれがある。

Ｓｉ；０．１％以下。

Ｓｉは、不純物として混入するものであるが。

０．１％を越えると非金属介在物量が増加し、延性及び
靭性の低下を招くおそれがある。

Ｍ　ｎ　；　０　、　１％以下。

Ｍｎは、不純物として混入するものであるが。

０、　１％を越えると非金属介在物量が増加し、延性及
び靭性の低下を招くおそれがある。

Ｎ　ｉ；　４〜２３％。

Ｎｉは、マルテンサイト構成元素であり、マルテンサイ
ト状態で適切な時効処理をして鋼を強化するものである
。しかし、４％未満では、必要な強度が得られないので
、下限は４％とした。一方。

Ｆｅ−Ｎｉ系合金をγ単相になるまで加熱した後冷却し
たとき、全てマルテンサイト変態させるには、上限を２
３％とする必要がある。

Ｃｕ　；　０．５〜６．０％。

Ｃｕは１本発明のマルエージング鋼の強度を確保するた
め、０．５％以上必要である。また、６゜０％を越える
と、１束密度が低下し、保磁力上昇は小さいが、熱間加
工性が低下する。

Ｍｏ　；　０．２〜５．０％。

Ｍｏは、析出強化元素であるが、０．２％未満では強度
向上及び靭性向上に効果が少ない。一方。

５％を越えると磁束密度が低下し、保磁力が上昇する。

Ｔ　Ｉ　；　０．　　３〜３．０％。

Ｔｉは、Ａｌと同様に３時効硬化元素として主要な元素
である。

しかし、０．３％未満では析出硬化量が少なく強度が不
充分となる。一方、３％を越えると磁束密度の低下、保
磁力の上昇を招く。

Ａｌ２；０．０５〜３．０％。

Ａｆｆｉは、Ｔｉと同様に時効硬化元素として主要な元
素であると共に、脱酸剤の役割も有する。しかし、０．
０５％未満では、脱酸剤としての効果が発揮されない。

一方、３％を越えると、磁束密度の低下、保磁力の上昇
を招く。

しかして、上記Ｔｉ及びＡｌ２は、その一方又は双方を
上記範囲において添加する。

Ｃｏ；０．５〜１０．０％。

Ｃｏは１強化元素であるが、十分な強度を得るためには
、０．５％以上が必要である。しかし。

１０％を越えると磁束密度が低下し、保磁力が上昇する
。また、コストが高くなる。

Ｃｒ　　；　０．　５〜１０．　０％。

Ｃｒは９強化元素であると共に耐食性向上元素であり、
０．５％以上が必要である。しかし、１０％を越えると
磁束密度が低下し、保磁力が上昇する。また、コストが
高くなる。

しかして、上記Ｃｏ及びＣｒはその一方又は双方を上記
範囲において添加する。

［作用及び効果〕 第１発明によれば、保磁力が１５エルステツド以下で、
磁束密度が１２ＫＧ以上で、かつ引張強度が１４０ｋｇ
ｆ／ｍ”以上の軟磁性、高強度のマルエージング鋼を得
ることができる。

また、第２発明によれば、第１発明よりは一般的に保磁
力が若干高いが、Ｉ束密度がほぼ同じで強度の高い、軟
磁性高強度のマルエージング鋼を得ることが出来る。ま
た、第２発明番こおいてＣ「を添加したものは一層耐食
性に優れている。

〔実施例］ 本発明にかかる種々の軟磁性高強度鋼を製造し。

その引張強さ、保磁力、磁束密度及び耐食性につき測定
した。各軟磁性高強度鋼の化学成分を第１表に、また上
記測定結果を第２表に示した。

第１表において、ＮαＡ−Ｅは第１発明、ＮＣＬＦ〜Ｈ
は第２発明の軟磁性高強度鋼を示す。また、同表におい
て、Ｎα■〜Ｏは比較鋼を、Ｎ（ＬＰは従来鋼を示す。

また、上記引張強さ（ｋｇ　ｆ　／ｒｔｍ”　）は、平
行部の直径５Ｅｎ、長さ２５ｍｌｌ１のＪＩＳｄ号試験
片を作製し、８２０’Ｃ，１時間の溶体化処理を行い１
次いで４８０’Ｃ，５時間で時効処理を行い、その後測
定した。

保磁力（Ｏｅ）及び磁束密度（ＫＧ）に関しては、外径
２４ｍｍ、内径１６ＩＩＩｌｌ、厚み１２＋ｎｍのリン
グ状試験片を用いて、直流磁気特性を測定し、保磁力Ｈ
ｃと、５０エルステンド（Ｏｅ）における磁束密度Ｂ、
。を測定した。

また、耐食性に関しては、直径２０閣、長さ２０ｍ５の
鋼片について、５％Ｎａ　Ｃｆｆ１水溶液による。

室温での塩水噴霧試験を行った。そして、耐食性が良好
なものＡ、普通のものＢ、悪いものＣの３段階評価を行
った。

第１表及び第２表より知られるごとく、第１発明綱Ａ−
Ｅはいずれも引張強さｌ　５０　ｋｇ　ｆ　／ｍ”以上
、保磁力１４（Ｏｅ）以下、ＶＡ束密度１２ＫＧ以上と
いう優れた高強度と磁気特性を有することが分る。また
、耐食性についても普通程度である。

マタ、第２発明ｍＦ−Ｈは、引張強さ、１１８ｋｇｆ／
ｍａ＋”以上、保磁力１３（Ｏｅ）以下、ｆｆｆ束密度
１３ＫＧ以上という優れた性能を有している。

また、ＮＩＩＧ及びＨは特に耐食性に優れている。これ
は、Ｃｒを含有しているためと考えられる。

これに比して、比較鋼■は、Ｎｉ１ｌが少ないため、又
比較鋼ＪはＣｕ１ｌが少ないため、いずれも引張強さが
低く、また耐食性にも劣る。また、比較ｗ４にはＣｕ量
が多いため、引張強さは若干高いが、保磁力が大きく、
磁束密度が低下している。

また、比較鋼りはＭａｉｌが少ないため、引張強さが低
い。

また、比較鋼ＭはＴｉｉが少なく、　Ａｆｆｉ量も少な
いため引張強さがかなり低い。一方、比較鋼ＮはＴｉ量
が多いため、引張強さは比較的高いが保磁力が大きい。

また、比較鋼０は／ｌが多いため。

引張強さは比較的高いが保磁力が大きい。

また、従来＠Ｐは、Ｃｕを含有していないため保磁力が
かなり大きい。

上記のごとく１本発明によれば、引張強さ１４ｏｋｇｒ
ハが以上、保磁力１５（Ｏｅ）以下、磁束密度Ｂ、。が
１２ＫＧ以上でかつ耐食性に優れた軟磁性高強度鋼を得
ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量比で、Ｃ０．０３％以下、Ｓｉ０．１％以下
   、Ｍｎ０．１％以下、Ｎｉ４〜２３％、Ｃｕ０．５〜６
   ．０％、Ｍｏ０．２〜５．０％、及びＴｉ０．３〜３．
   ０％又はＡｌ０．０５〜３．０％の一方又は双方を含有
   し、残部鉄よりなることを特徴とする軟磁性高強度鋼。
2. （２）重量比で、Ｃ０．０３％以下、Ｓｉ０．１％以下
   、Ｍｎ０．１％以下、Ｎｉ４〜２３％、Ｃｕ０．５〜６
   ．０％、Ｍｏ０．２〜５．０％、及びＴｉ０．３〜３．
   ０％又はＡｌ０．０５〜３．０％の一方又は双方を含有
   し、かつＣｏ０．５〜１０．０％又はＣｒ０．５〜１０
   ．０％の一方又は双方を含有し、残部鉄よりなることを
   特徴とする軟磁性高強度鋼。