JPH06220583A - 強度、靱性及び耐食性に優れた強磁性型制振合金 - Google Patents
強度、靱性及び耐食性に優れた強磁性型制振合金Info
- Publication number
- JPH06220583A JPH06220583A JP27763593A JP27763593A JPH06220583A JP H06220583 A JPH06220583 A JP H06220583A JP 27763593 A JP27763593 A JP 27763593A JP 27763593 A JP27763593 A JP 27763593A JP H06220583 A JPH06220583 A JP H06220583A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 強度、靱性及び耐食性に優れた強磁性型制振
合金を提供する。 【構成】 重量比で、Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：１．
５〜３％、Ｍｎ：０．０１〜０．２％、Ｐ：０．０２％
以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｃｒ：１〜５％、Ａｌ：
０．０１〜５％、Ｎ：０．００４５〜０．０２５％、必
要に応じＴｉ：０．００５〜０．１％及び／又はＣｕ：
０．１〜１％、且つ残部Ｆｅ及び不可避的不純物からな
り、組織的にフェライト単相である強度、靱性及び耐食
性に優れた強磁性型制振合金。 【効果】 損失係数≧０．０２、引張強度≧４００ＭＰ
ａとなり、孔食深さしろが５％Ｃｒ鋼より優れる。
合金を提供する。 【構成】 重量比で、Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：１．
５〜３％、Ｍｎ：０．０１〜０．２％、Ｐ：０．０２％
以下、Ｓ：０．０２％以下、Ｃｒ：１〜５％、Ａｌ：
０．０１〜５％、Ｎ：０．００４５〜０．０２５％、必
要に応じＴｉ：０．００５〜０．１％及び／又はＣｕ：
０．１〜１％、且つ残部Ｆｅ及び不可避的不純物からな
り、組織的にフェライト単相である強度、靱性及び耐食
性に優れた強磁性型制振合金。 【効果】 損失係数≧０．０２、引張強度≧４００ＭＰ
ａとなり、孔食深さしろが５％Ｃｒ鋼より優れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、構造用材料として必須
の強度と靱性を具備し、同時に高い制振性及び耐食性を
有する鉄系制振合金に関するものである。
の強度と靱性を具備し、同時に高い制振性及び耐食性を
有する鉄系制振合金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば立地及び使用場所が居住地域に近
く且つ海浜地区に位置する新鉄道の橋梁及び産業機械の
材料には、構造材料の基本特性である強度に加え高い制
振性と靱性及び耐食性が同時に要求される傾向にある。
すなわち、橋梁上の高速車両走行時及び大規模土木作業
時の騒音を構造材料そのものの制振効果で抑えることに
よって、周辺環境への影響低減という課題を解決しよう
というのである。
く且つ海浜地区に位置する新鉄道の橋梁及び産業機械の
材料には、構造材料の基本特性である強度に加え高い制
振性と靱性及び耐食性が同時に要求される傾向にある。
すなわち、橋梁上の高速車両走行時及び大規模土木作業
時の騒音を構造材料そのものの制振効果で抑えることに
よって、周辺環境への影響低減という課題を解決しよう
というのである。
【０００３】制振性を目的とした部材に供される従来の
鉄系材料は、振動による交番応力作用下での磁壁移動の
非可逆運動によるヒステリシスに起因した高い制振特性
を得るため、フェライトフォーマーを添加して組織をフ
ェライト単相化することをねらい、Ａｌ及びＳｉを添加
した材料と、Ｃｒを積極的に添加した材料との２種類に
分けられる。前者の例としては、特開平４−９９１４８
号公報に記載されるようにＡｌを最高７．０５％及びＳ
ｉを最高４．５％まで添加した強磁性型制振合金があ
り、後者の例としては、特開昭５２−７３１１８号公報
に記載されるようにＣｒを８〜３０％添加した強磁性制
振合金などがある。
鉄系材料は、振動による交番応力作用下での磁壁移動の
非可逆運動によるヒステリシスに起因した高い制振特性
を得るため、フェライトフォーマーを添加して組織をフ
ェライト単相化することをねらい、Ａｌ及びＳｉを添加
した材料と、Ｃｒを積極的に添加した材料との２種類に
分けられる。前者の例としては、特開平４−９９１４８
号公報に記載されるようにＡｌを最高７．０５％及びＳ
ｉを最高４．５％まで添加した強磁性型制振合金があ
り、後者の例としては、特開昭５２−７３１１８号公報
に記載されるようにＣｒを８〜３０％添加した強磁性制
振合金などがある。
【０００４】一方、上記目的に供される構造材料として
必要不可欠な特性である海水下の耐孔食性を与える元素
としてＮが考えられ、例えば「ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ」ｖ
ｏｌ．５（１９９２）ｐ．２０１５には、固溶したＮが
耐孔食性を改善することが報告されている。これは、腐
食孔中に窒素化合物（ＮＨ4 ）を生成することによって
ｐＨ低下を抑制し、結果的に腐食孔の侵食進展を著しく
減ずる機構によるものと考えられる。Ｎはこの機構のか
なめになる元素である。
必要不可欠な特性である海水下の耐孔食性を与える元素
としてＮが考えられ、例えば「ＣＡＭＰ−ＩＳＩＪ」ｖ
ｏｌ．５（１９９２）ｐ．２０１５には、固溶したＮが
耐孔食性を改善することが報告されている。これは、腐
食孔中に窒素化合物（ＮＨ4 ）を生成することによって
ｐＨ低下を抑制し、結果的に腐食孔の侵食進展を著しく
減ずる機構によるものと考えられる。Ｎはこの機構のか
なめになる元素である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の合金のうち特開平４−９９１４８号公報記載の合金は
Ａｌ及びＳｉ添加量の上限規制が不適当であるため、制
振性は優秀であるが粗大なＡｌ系及びＳｉ系介在物の生
成をまねき、これが破壊の発生点として作用するため衝
撃特性すなわち靱性を損ねる。
の合金のうち特開平４−９９１４８号公報記載の合金は
Ａｌ及びＳｉ添加量の上限規制が不適当であるため、制
振性は優秀であるが粗大なＡｌ系及びＳｉ系介在物の生
成をまねき、これが破壊の発生点として作用するため衝
撃特性すなわち靱性を損ねる。
【０００６】また、特開昭５２−７３１１８号公報記載
の合金はＣｒ添加が過剰なため、上記同様Ｃｒ系介在物
の生成に起因した靱性の低下をまねく。
の合金はＣｒ添加が過剰なため、上記同様Ｃｒ系介在物
の生成に起因した靱性の低下をまねく。
【０００７】一方、耐食性を目的とした前記「ＣＡＭＰ
−ＩＳＩＪ」記載のＮ添加の技術は特に制振性向上のた
めの技術ではなく、現にＮ添加それ自身は制振性を向上
させるはたらきが無いばかりでなく、ＡｌやＣｒと化合
物を形成して靱性を低下させるため上限の規制が必要で
ある。
−ＩＳＩＪ」記載のＮ添加の技術は特に制振性向上のた
めの技術ではなく、現にＮ添加それ自身は制振性を向上
させるはたらきが無いばかりでなく、ＡｌやＣｒと化合
物を形成して靱性を低下させるため上限の規制が必要で
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、重量比
で、Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：１．５〜３％、Ｍｎ：
０．０１〜０．２％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０
２％以下、Ｃｒ：１〜５％、Ａｌ：０．０１〜５％、
Ｎ：０．００４５〜０．０２５％、必要に応じＴｉ：
０．００５〜０．１％及び／又はＣｕ：０．１〜１％、
且つ残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、組織的にフ
ェライト単相であることを特徴とする強度、靱性及び耐
食性に優れた強磁性型制振合金である。
で、Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：１．５〜３％、Ｍｎ：
０．０１〜０．２％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０
２％以下、Ｃｒ：１〜５％、Ａｌ：０．０１〜５％、
Ｎ：０．００４５〜０．０２５％、必要に応じＴｉ：
０．００５〜０．１％及び／又はＣｕ：０．１〜１％、
且つ残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、組織的にフ
ェライト単相であることを特徴とする強度、靱性及び耐
食性に優れた強磁性型制振合金である。
【０００９】
【作用】本発明は前記事情に鑑みなされたもので、強磁
性型の鉄系フェライト合金に、フェライトフォーマーで
あり且つ固溶強化に有効なＣｒ、Ｓｉ、Ａｌを適切な範
囲で添加し、さらに耐食性向上に不可欠なＮを同時添加
することにより、優れた制振性に加えて強度と靱性及び
耐食性を一度に有する合金を得ることに成功した。
性型の鉄系フェライト合金に、フェライトフォーマーで
あり且つ固溶強化に有効なＣｒ、Ｓｉ、Ａｌを適切な範
囲で添加し、さらに耐食性向上に不可欠なＮを同時添加
することにより、優れた制振性に加えて強度と靱性及び
耐食性を一度に有する合金を得ることに成功した。
【００１０】本発明では、振動による交番応力作用下で
の磁壁移動の非可逆運動によるヒステリシスに起因した
高い制振特性を得るため組織をフェライト単相化するこ
とを目的として、靱性を損なわない範囲でフェライトフ
ォーマーであるＣｒ、Ｓｉ、Ａｌを適切な範囲で添加
し、さらに耐食性向上を目的としてＮを添加し、結果的
に制振性、強度、靱性及び耐食性を同時に満足させる。
の磁壁移動の非可逆運動によるヒステリシスに起因した
高い制振特性を得るため組織をフェライト単相化するこ
とを目的として、靱性を損なわない範囲でフェライトフ
ォーマーであるＣｒ、Ｓｉ、Ａｌを適切な範囲で添加
し、さらに耐食性向上を目的としてＮを添加し、結果的
に制振性、強度、靱性及び耐食性を同時に満足させる。
【００１１】次に、本発明の限定理由を説明する。
【００１２】まず、Ｃは固溶状態でも炭化物として析出
しても磁壁移動の障害として作用して制振性を低下させ
るため低いほど好ましく、上限を０．０２％とする。
しても磁壁移動の障害として作用して制振性を低下させ
るため低いほど好ましく、上限を０．０２％とする。
【００１３】Ｓｉは脱酸材として重要である以外に、重
要なフェライトフォーマー且つ固溶強化元素であるため
制振性確保上不可欠であり、且つ耐食性上も重要であ
り、１．５％以上の添加が必要である。一方、３％を超
えて添加するとＳｉＯ2 などの介在物の生成をまねき、
破壊の発生点として作用するため靱性を著しく低下させ
る。したがってＳｉの添加範囲は１．５〜３％とする。
要なフェライトフォーマー且つ固溶強化元素であるため
制振性確保上不可欠であり、且つ耐食性上も重要であ
り、１．５％以上の添加が必要である。一方、３％を超
えて添加するとＳｉＯ2 などの介在物の生成をまねき、
破壊の発生点として作用するため靱性を著しく低下させ
る。したがってＳｉの添加範囲は１．５〜３％とする。
【００１４】Ｍｎは脱酸およびＳを固定して粒界脆化を
抑制するため最低０．０１％を確保する必要があるが、
０．２％以上の添加では制振性の低下が起こる。このた
めＭｎ量は０．０１〜０．２％とする。
抑制するため最低０．０１％を確保する必要があるが、
０．２％以上の添加では制振性の低下が起こる。このた
めＭｎ量は０．０１〜０．２％とする。
【００１５】Ｐは粒界に偏析して粒界を著しく脆化さ
せ、結果的に靱性を低下させるため、上限を０．０２％
に規制する必要がある不純物元素である。
せ、結果的に靱性を低下させるため、上限を０．０２％
に規制する必要がある不純物元素である。
【００１６】ＳもＰ同様粒界に偏析して粒界を著しく脆
化させ、結果的に靱性を低下させるため、上限を０．０
２％に規制する必要がある不純物元素である。
化させ、結果的に靱性を低下させるため、上限を０．０
２％に規制する必要がある不純物元素である。
【００１７】Ｃｕは析出強化によってフェライト相を強
化する重要な元素である。その効果を発揮させるため最
低０．１％を必要とするが、１％を越えると磁壁移動を
阻害して制振性を阻害する。このためＣｕの添加範囲は
０．１〜１％が望ましい。
化する重要な元素である。その効果を発揮させるため最
低０．１％を必要とするが、１％を越えると磁壁移動を
阻害して制振性を阻害する。このためＣｕの添加範囲は
０．１〜１％が望ましい。
【００１８】Ｃｒは重要な元素である。Ｃｒは重要なフ
ェライトフォーマーであり、耐全面耐食性向上及び強化
元素として不可欠である。そのため最低１％必要である
が、５％を超えるとＣｒ2 Ｎなどの析出物が生じ、破壊
の発生点として作用するため靱性を著しく低下させる。
したがってＣｒ量は１〜５％とする。
ェライトフォーマーであり、耐全面耐食性向上及び強化
元素として不可欠である。そのため最低１％必要である
が、５％を超えるとＣｒ2 Ｎなどの析出物が生じ、破壊
の発生点として作用するため靱性を著しく低下させる。
したがってＣｒ量は１〜５％とする。
【００１９】ＡｌはＳｉやＭｎと同様脱酸材として重要
であるほか、制振性と強度を向上させる重要な元素であ
る。最低０．０１％を確保する必要があるが、過剰添加
によりＡｌ2 Ｏ5 などの介在物のほか、本発明において
添加不可欠のＮと化合してＡｌＮなどの析出物を生成
し、著しい靱性の低下をまねくため上限を５％に制限す
る必要がある。
であるほか、制振性と強度を向上させる重要な元素であ
る。最低０．０１％を確保する必要があるが、過剰添加
によりＡｌ2 Ｏ5 などの介在物のほか、本発明において
添加不可欠のＮと化合してＡｌＮなどの析出物を生成
し、著しい靱性の低下をまねくため上限を５％に制限す
る必要がある。
【００２０】Ｔｉは磁壁移動の障害となる固溶Ｃと固溶
Ｎを固定することにより制振性低下を抑制する重要な元
素である。その効果を発揮するため最低０．００５％を
必要とするが、０．１％を超えると粗大炭窒化物の生成
を招き、かえって靱性を損ねる。したがってＴｉの適正
添加範囲は０．００５〜０．１％である。
Ｎを固定することにより制振性低下を抑制する重要な元
素である。その効果を発揮するため最低０．００５％を
必要とするが、０．１％を超えると粗大炭窒化物の生成
を招き、かえって靱性を損ねる。したがってＴｉの適正
添加範囲は０．００５〜０．１％である。
【００２１】次に、Ｎは最も重要な元素である。Ｎは耐
孔食性上不可欠であり、孔食内のｐＨ低下を目的とした
化合物生成によりその効果を発揮させるため最低０．０
０４５％の添加が必要である。一方、多量の添加はＣｒ
2 ＮやＡｌＮなどの析出物の生成をまねき、破壊の発生
点として靱性を著しく低下させるのでその上限は０．０
２５％である。よってＮの添加範囲は０．００４５〜
０．０２５％とする。
孔食性上不可欠であり、孔食内のｐＨ低下を目的とした
化合物生成によりその効果を発揮させるため最低０．０
０４５％の添加が必要である。一方、多量の添加はＣｒ
2 ＮやＡｌＮなどの析出物の生成をまねき、破壊の発生
点として靱性を著しく低下させるのでその上限は０．０
２５％である。よってＮの添加範囲は０．００４５〜
０．０２５％とする。
【００２２】
【実施例】表１に示す成分範囲の供試合金を作製し、こ
れより２０ｍｍ厚×４０ｍｍ幅×２００ｍｍ長さの板状
試験片を加工し、機械インピーダンス法による制振性測
定を行った。さらに、室温での引張試験及びシャルピー
衝撃試験も行った。また、５％ＮａＣｌ水溶液を散布し
てＦｅ−５Ｃｒ−０．００５Ｎ合金を基準とした場合の
孔食深さしろ（単位ｍｍ）の変化を１年後に測定する試
験を行った。結果を表２に示す。表１には組織がフェラ
イト単相であるか否かも記載した。
れより２０ｍｍ厚×４０ｍｍ幅×２００ｍｍ長さの板状
試験片を加工し、機械インピーダンス法による制振性測
定を行った。さらに、室温での引張試験及びシャルピー
衝撃試験も行った。また、５％ＮａＣｌ水溶液を散布し
てＦｅ−５Ｃｒ−０．００５Ｎ合金を基準とした場合の
孔食深さしろ（単位ｍｍ）の変化を１年後に測定する試
験を行った。結果を表２に示す。表１には組織がフェラ
イト単相であるか否かも記載した。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４は本発明の成分範囲の
合金であり、Ｎｏ．５〜Ｎｏ．２０は本発明の成分範囲
外の比較例合金である。
合金であり、Ｎｏ．５〜Ｎｏ．２０は本発明の成分範囲
外の比較例合金である。
【００２６】比較例合金Ｎｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．１
１、Ｎｏ．２０は、それぞれＣ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎの過剰
添加による磁壁移動の阻害効果によって制振性が低かっ
た。
１、Ｎｏ．２０は、それぞれＣ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎの過剰
添加による磁壁移動の阻害効果によって制振性が低かっ
た。
【００２７】比較例合金Ｎｏ．７はＳｉ、Ｎｏ．１２及
びＮｏ．１３はＣｒが本発明の下限を下回るため制振
性、強度が劣った。
びＮｏ．１３はＣｒが本発明の下限を下回るため制振
性、強度が劣った。
【００２８】比較例合金Ｎｏ．８、Ｎｏ．９、Ｎｏ．１
０、Ｎｏ．１４、Ｎｏ．１５はそれぞれＳｉ、Ｐ、Ｓ、
Ｃｒ、Ａｌが本発明の上限を上回るため靱性が劣った。
０、Ｎｏ．１４、Ｎｏ．１５はそれぞれＳｉ、Ｐ、Ｓ、
Ｃｒ、Ａｌが本発明の上限を上回るため靱性が劣った。
【００２９】比較例合金Ｎｏ．１６及びＮｏ．１７はＴ
ｉが本発明の上限を上回るため靱性が劣った。
ｉが本発明の上限を上回るため靱性が劣った。
【００３０】比較例合金Ｎｏ．１８及びＮｏ．１９はＮ
が本発明の下限を下回るため耐孔食性が劣った。
が本発明の下限を下回るため耐孔食性が劣った。
【００３１】これらに対し、本発明合金Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．４は制振性、強度、靱性、耐食性全てが申し分ない
特性を示した。
ｏ．４は制振性、強度、靱性、耐食性全てが申し分ない
特性を示した。
【００３２】
【発明の効果】本発明により、強度、制振性、靱性及び
耐食性が同時に要求される橋梁や産業機械用構造物材料
の供給が可能となり、工業界に与える効果は極めて大き
い。
耐食性が同時に要求される橋梁や産業機械用構造物材料
の供給が可能となり、工業界に与える効果は極めて大き
い。
Claims (4)
- 【請求項１】 重量比で、 Ｃ：０．０２％以下、 Ｓｉ：１．５〜３％、 Ｍｎ：０．０１〜０．２％、 Ｐ：０．０２％以下、 Ｓ：０．０２％以下、 Ｃｒ：１〜５％、 Ａｌ：０．０１〜５％、 Ｎ：０．００４５〜０．０２５％、 且つ残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、組織的にフ
ェライト単相であることを特徴とする強度、靱性及び耐
食性に優れた強磁性型制振合金。 - 【請求項２】 重量比で、 Ｃ：０．０２％以下、 Ｓｉ：１．５〜３％、 Ｍｎ：０．０１〜０．２％、 Ｐ：０．０２％以下、 Ｓ：０．０２％以下、 Ｃｒ：１〜５％、 Ａｌ：０．０１〜５％、 Ｔｉ：０．００５〜０．１％、 Ｎ：０．００４５〜０．０２５％、 且つ残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、組織的にフ
ェライト単相であることを特徴とする強度、靱性及び耐
食性に優れた強磁性型制振合金。 - 【請求項３】 重量比で、 Ｃ：０．０２％以下、 Ｓｉ：１．５〜３％、 Ｍｎ：０．０１〜０．２％、 Ｐ：０．０２％以下、 Ｓ：０．０２％以下、 Ｃｕ：０．１〜１％、 Ｃｒ：１〜５％、 Ａｌ：０．０１〜５％、 Ｎ：０．００４５〜０．０２５％、 且つ残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、組織的にフ
ェライト単相であることを特徴とする強度、靱性及び耐
食性に優れた強磁性型制振合金。 - 【請求項４】 重量比で、 Ｃ：０．０２％以下、 Ｓｉ：１．５〜３％、 Ｍｎ：０．０１〜０．２％、 Ｐ：０．０２％以下、 Ｓ：０．０２％以下、 Ｃｕ：０．１〜１％、 Ｃｒ：１〜５％、 Ａｌ：０．０１〜５％、 Ｔｉ：０．００５〜０．１％、 Ｎ：０．００４５〜０．０２５％、 且つ残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、組織的にフ
ェライト単相であることを特徴とする強度、靱性及び耐
食性に優れた強磁性型制振合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27763593A JPH06220583A (ja) | 1992-10-08 | 1993-10-08 | 強度、靱性及び耐食性に優れた強磁性型制振合金 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29392792 | 1992-10-08 | ||
| JP4-293927 | 1992-10-08 | ||
| JP27763593A JPH06220583A (ja) | 1992-10-08 | 1993-10-08 | 強度、靱性及び耐食性に優れた強磁性型制振合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06220583A true JPH06220583A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=26552486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27763593A Pending JPH06220583A (ja) | 1992-10-08 | 1993-10-08 | 強度、靱性及び耐食性に優れた強磁性型制振合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06220583A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013076153A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Disco Corp | ステンレス鋼 |
| WO2013117184A1 (de) * | 2012-02-08 | 2013-08-15 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | Warmband zur herstellung eines elektroblechs und verfahren hierzu |
-
1993
- 1993-10-08 JP JP27763593A patent/JPH06220583A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013076153A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Disco Corp | ステンレス鋼 |
| WO2013117184A1 (de) * | 2012-02-08 | 2013-08-15 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | Warmband zur herstellung eines elektroblechs und verfahren hierzu |
| CN104204237A (zh) * | 2012-02-08 | 2014-12-10 | 萨尔茨吉特法特尔有限公司 | 用于制造电工钢片的热轧带材及其制造方法 |
| US20150013845A1 (en) * | 2012-02-08 | 2015-01-15 | Salzgitter Flachstahl Gmbh | Hot-rolled strip for producing an electric steel sheet and method therefor |
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