JPH08209306A - 熱膨張係数の小さい鉄−ニッケル合金 - Google Patents
熱膨張係数の小さい鉄−ニッケル合金Info
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- JPH08209306A JPH08209306A JP7326613A JP32661395A JPH08209306A JP H08209306 A JPH08209306 A JP H08209306A JP 7326613 A JP7326613 A JP 7326613A JP 32661395 A JP32661395 A JP 32661395A JP H08209306 A JPH08209306 A JP H08209306A
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- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
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- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/54—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with boron
Abstract
ケル、0.1 %以下のマンガン、0.03〜0.15%の珪素、0.
0001〜0.002 %のカルシウム、0.0001〜0.002 %のマグ
ネシウム、0.005 %以下のアルミニウム、0.001 %以下
の硫黄、0.01%以下の酸素、0.005 %以下の窒素および
0.003 %以下のリンを含み、さらに下記関係式を満足す
る:S≦0.02×Mn+ 0.8×Ca+ 0.6×Mg。
Description
鉄/ニッケル合金に関するものである。
る熱膨張係数の小さい鉄/ニッケル合金は周知である。
この合金はニッケル、鉄の他に硫黄、リン、酸素、窒素
および炭素等の製錬に起因する不純物を一般に含んでい
る。この合金には機械特性を調節するために添加される
コバルト、クロム、銅、モリブデン、バナジウム、ニオ
ブおよびシリコン等の元素が含まれていることもある。
しかし、こうした不純物が存在するため、この合金は圧
延または鍛練で加熱変形するのが困難である。加熱変形
性を向上させるためにマンガンを 0.2%以上添加するこ
とは公知であるが、この元素は熱膨張係数を大幅に大き
くするという欠点がある。米国特許第 2,050,387号には
熱膨張係数が小さく、熱間鍛練性に優れた鉄/ニッケル
合金の製造方法が提案されている。この方法では高純度
の原材料を1150℃以上で水素中で20時間焼きなました後
に鋳造し、水素雰囲気下で硬化させる。しかし、この方
法は複雑で、実施コストが高いという欠点がある。
ン含有率が低く、高温延性に優れ、しかも、通常の方法
で製造可能な鉄/ニッケル合金を提供することにある。
(重量%)を有する鉄/ニッケル合金を提供する: 35.5%≦Ni≦37% Mn≦0.1 % 0.03%≦Si≦0.15% 0.0001%≦Ca≦0.002 % 0.0001%≦Mg≦0.002 % Al≦0.005 % S≦0.001 % O≦0.01% N≦0.005 % P≦0.003 % 残部は鉄 この化学組成は下記の関係を満足する: S≦0.02×Mn+0.8 ×Ca+0.6 ×Mg
のが好ましい: O≦0.005 % N≦0.003 % S≦0.0005% 深絞り性に優れ且つ熱処理後の表面上体を良くするには
下記を満足するのが好ましい: C≦0.005 % B≦0.0004%
が好ましく、さらに好ましくは35.9%〜36.2%で、Cr≦
0.1 %、Cu≦0.1 %、Mo≦0.1 %、V≦0.1 %、Nb≦0.
1 %であるのが好ましい。熱膨張係数を非常に低くする
には、Cr+Cu+Mo+V+Nb+Si≦0.15%にするのが好ま
しい。
合金を熱間圧延および冷間圧延して得られる幅が 400 m
m 以上で20℃〜100 ℃における線膨張係数が0.9 ×10-6
/K以下であるストリップにある。
有する鉄とニッケルとをベースとした合金であり、場合
によっては、機械特性を調節するために用途に応じてさ
らにコバルト、クロム、銅、モリブデン、バナジウムま
たはニオブ等の追加の合金元素を3%以下の量含むこと
ができる。
金のマンガン含有率は 0.1%以下、好ましくは0.05%以
下でなければならない。しかし、マンガン含有率を低く
すると合金の加熱変形性(熱間延性)に悪影響がでると
いう欠点があるので、熱間延性を良くするために合金は
下記元素を下記の比率で含む必要がある: 硫黄 : 0.001 %以下、好ましくは0.0005%以
下 リン : 0.003 %以下 カルシウム : 0.0001%〜0.002 % マグネシウム: 0.0001%〜0.002 % シリコン : 0.03 %〜0.015 % マンガン、カルシウム、マグネシウムおよび硫黄の含有
率は下記の式を満たす必要がある: S≦0.02×Mn+ 0.8×Ca+ 0.6×Mg
は、ケミカルエッチング時に点食を起す原因となる大き
な介在物の形成を防止するために 0.002%に制限され
る。これは本発明合金を薄いシート状にして陰極線管の
シャドーマスクの製造で用いた場合に特にいえることで
ある。高温延性を良くするためには合金のアルミニウム
含有量を 0.005%以下とし、窒素含有率は 0.005%以
下、好ましくは 0.003%以下とし、酸素含有率は 0.01
%以下、好ましくは 0.005%以下にする必要がある。熱
膨張係数をできるだけ小さくするためには、ニッケル含
有率は35.8%〜36.3%でなければならず、好ましくは3
5.9%〜36.2%にする。最適含有率は36.05 %である。
ジウム、ニオブおよびシリコンは熱膨張係数に好ましく
ない影響を与える。従って、熱膨張係数をできるだけ小
さくする場合には、これらの元素の含有率は 0.1%以下
にしなけれはならず、好ましくは0.05%以下でなければ
ならない。さらに、下記の範囲を満足するのが好まし
い: Cr +Cu+Mo+V+Nb+Si≦0.15%
ケルの代わりに使用することが可能な元素であるが、こ
の元素は合金に化学的作用を施さなければならない場
合、例えば化学的エッチッグを行う場合には欠陥の原因
となる。特に合金で陰極線管のシャドーマスクを作る場
合にはコバルトの含有率は 0.5%以下に制限する必要が
ある。
作る場合には、炭素の含有率は0.02%以下、好ましくは
0.010%以下、さらに好ましくは 0.005%以下にして弾
性限界をできる限り低くして深絞り加工特性良くする必
要がある。
0005%以下にして、表面の荒れを防ぐ必要がある。ホウ
素含有率は0.01%以下、好ましくは 0.005%以下、さら
に好ましくは0.0004%以下にして、熱処理時に製品表面
に窒化硼素ができないようにする必要がある。この窒化
物は微粉末層を形成してシャドーマスク上に形成される
ブラッキング層の接着性を損う欠点がある。本発明合金
の化学組成の残部は鉄で構成される。
スラグにした後、冷間圧延して陰極管スクリーンのシャ
ドーマスクの製造で用いられる厚さが 0.3 mm 以下で、
幅が400mm 以上の薄いストリップにすることができる。
が下記実施例に限定されるものではない。下記の化学組
成(重量%)を有する鉄/ニッケル合金のインゴットを
熱間圧延し、次いで冷間圧延して幅 600 mm 、厚さ0.15
mmのストリップを製造した: Ni: 35.97 % Co: 0.019 % Cr: 0.025 % Cu: <0.01% Mo: 0.0058% V: <0.005 % Nb: <0.005 % Mn: 0.041 % Si: 0.048 % S: <0.0005% Ca: 0.0002% Mg: 0.0003% Al: <0.005 % O: 0.0045% C: 0.0033% N: 0.0032% P: <0.003 % H: <0.001 % B: <0.0004% 含有率の「以下」とは使用した分析法の感度限界以下で
あるということを意味する。
れた。熱膨張係数は0.81×10-6/Kであった。 800℃で
30分熱処理した後の弾性限界E0.2 は 270 MPaであり、
保磁磁力は 0.45 Oeであった。このストリップは非常
に優れた化学エッチング特性を示した。これらの特徴か
らこのストリップは特に陰極管のシャドーマスクの製造
に適している。本発明合金は計測学またはバイメタルの
製造でも用いることもできる。
Claims (6)
- 【請求項1】 下記組成(重量%): 35.5%≦Ni≦37% Mn≦0.1 % 0.03%≦Si≦0.15% 0.0001%≦Ca≦0.002 % 0.0001%≦Mg≦0.002 % Al≦0.005 % S≦0.001 % O≦0.01% N≦0.005 % P≦0.003 % C≦0.005 % B≦0.0004% H≦0.001 % Cr≦0.1 % Cu≦0.1 % Mo≦0.1 % V≦0.1 % Nb≦0.1 % Co≦0.5 % 残部は鉄 を有し且つS≦0.02×Mn+ 0.8×Ca+ 0.6×Mgである鉄
/ニッケル合金。 - 【請求項2】 下記組成(重量%): O≦0.005 % N≦0.003 % S≦0.0005% である請求項1に記載の鉄/ニッケル合金。
- 【請求項3】 35.8%≦Ni≦36.3%である、請求項1ま
たは2に記載の鉄/ニッケル合金。 - 【請求項4】 35.9%≦Ni≦36.2%である、請求項3に
記載の鉄/ニッケル合金。 - 【請求項5】 Cr+Cu+Mo+V+Nb+Si≦0.15%であ
る、請求項1〜4のいずれか一項に記載の合金。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一項に記載の鉄
/ニッケル合金を熱間圧延し、次いで冷間圧延して得ら
れる幅が 400 mm 以上で20℃〜100 ℃における熱膨張係
数が 0.9×10-6/K以下であることを特徴とするストリ
ップ。
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