JPH10310845A - 高強度低熱膨張合金 - Google Patents
高強度低熱膨張合金Info
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- JPH10310845A JPH10310845A JP12207897A JP12207897A JPH10310845A JP H10310845 A JPH10310845 A JP H10310845A JP 12207897 A JP12207897 A JP 12207897A JP 12207897 A JP12207897 A JP 12207897A JP H10310845 A JPH10310845 A JP H10310845A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来、相反する特性とされた高い強度と低い
熱膨張係数を兼ね備えた高強度低熱膨張合金を得る。 【解決手段】 Ｃ：0.15wt％以下、 Si：0.5 wt％以下、 Mn：0.5 wt％以下、 Ti：0.5 〜4.0 wt％、 Al：2.0 wt％以下 を含み、かつ Ni：30.7〜43.0wt％、 Co：14wt％以下を、 37.7≦Ni＋0.8 Co≦43.0 を満足する範囲において含有し、残部は実質的にFeの組
成とする。
熱膨張係数を兼ね備えた高強度低熱膨張合金を得る。 【解決手段】 Ｃ：0.15wt％以下、 Si：0.5 wt％以下、 Mn：0.5 wt％以下、 Ti：0.5 〜4.0 wt％、 Al：2.0 wt％以下 を含み、かつ Ni：30.7〜43.0wt％、 Co：14wt％以下を、 37.7≦Ni＋0.8 Co≦43.0 を満足する範囲において含有し、残部は実質的にFeの組
成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロニクス
や半導体関連、レーザー加工機さらには超精密加工機器
において、強度のみならず熱的な形状安定性が必要とさ
れる治工具や露光装置および高精密旋盤のベット等の用
途に供して好適な高強度低熱膨張合金に関するものであ
る。
や半導体関連、レーザー加工機さらには超精密加工機器
において、強度のみならず熱的な形状安定性が必要とさ
れる治工具や露光装置および高精密旋盤のベット等の用
途に供して好適な高強度低熱膨張合金に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、エレクトロニクスや半導体関連、
レーザー加工機さらには超精密加工機器の部品材料とし
て、熱的に安定なインバー合金が使用されていて、その
需要も日増しに増加する傾向にある。しかしながら、イ
ンバー合金やスーパーインバー合金は強度が低いため、
例えば大形旋盤加工でのボーリングバーやバイトホルダ
ーなど高負荷がかかる部分には使用できない。
レーザー加工機さらには超精密加工機器の部品材料とし
て、熱的に安定なインバー合金が使用されていて、その
需要も日増しに増加する傾向にある。しかしながら、イ
ンバー合金やスーパーインバー合金は強度が低いため、
例えば大形旋盤加工でのボーリングバーやバイトホルダ
ーなど高負荷がかかる部分には使用できない。
【０００３】また、近年、露光装置や空気軸受け旋盤等
がさらに大型化されるのに伴い、そのベット部分に使用
されるインバー合金やスーパーインバー合金について
も、その剛性の面から、大型、重量化が図られている
が、建造物等の制約から大型化はもはや限界にきてい
る。
がさらに大型化されるのに伴い、そのベット部分に使用
されるインバー合金やスーパーインバー合金について
も、その剛性の面から、大型、重量化が図られている
が、建造物等の制約から大型化はもはや限界にきてい
る。
【０００４】一方、高強度低熱膨張合金として、少量の
ＣとＶ，Nbを添加し、さらに冷間加工誘起マルテンサイ
ト変態を応用した架空送電線用材料（例えば特開平６−
346193号公報、特開平５−171858号公報、特開平７−22
8947号公報）が知られているが、これらの合金はいずれ
も強い冷間加工を必要とするため、大型品には適さな
い。
ＣとＶ，Nbを添加し、さらに冷間加工誘起マルテンサイ
ト変態を応用した架空送電線用材料（例えば特開平６−
346193号公報、特開平５−171858号公報、特開平７−22
8947号公報）が知られているが、これらの合金はいずれ
も強い冷間加工を必要とするため、大型品には適さな
い。
【０００５】また、高強度材料としては、鉄基のマルテ
ンサイト系合金やNi基の時効析出合金等が数多く存在す
るが、何れも熱膨張係数は14〜23×10-6／℃程度にすぎ
ず、高精度が要求される半導体関連、レーザー加工機お
よび超精密加工機器の部品材料としては使用できない。
ンサイト系合金やNi基の時効析出合金等が数多く存在す
るが、何れも熱膨張係数は14〜23×10-6／℃程度にすぎ
ず、高精度が要求される半導体関連、レーザー加工機お
よび超精密加工機器の部品材料としては使用できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したとおり、従来
は、常温での引張強さが 1100 MPa 程度と通常のインバ
ー合金やスーパーインバー合金の約２倍の高強度と、熱
膨張係数が４×10-6／℃以下の低熱膨張性とを併せ持つ
合金は存在せず、その開発が望まれていた。
は、常温での引張強さが 1100 MPa 程度と通常のインバ
ー合金やスーパーインバー合金の約２倍の高強度と、熱
膨張係数が４×10-6／℃以下の低熱膨張性とを併せ持つ
合金は存在せず、その開発が望まれていた。
【０００７】この発明は、上記の実情に鑑み開発された
もので、高い強度と低い熱膨張係数という相反する二つ
の特性を兼ね備えた高強度低熱膨張合金を提案すること
を目的とする。
もので、高い強度と低い熱膨張係数という相反する二つ
の特性を兼ね備えた高強度低熱膨張合金を提案すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、上記
の目的を達成すべく、前述した冷間加工誘起マルテンサ
イト等による強化ではなく、時効処理によって結晶粒内
外に微細なNi3(Ti, Al) を析出させて強化する析出強化
法について検討した。しかしながら、TiやAlをインバー
合金やスーパーインバー合金に添加するとマルテンサイ
ト開始温度が急激に上昇し、熱膨張係数の急激な増大を
招く不利が生じた。
の目的を達成すべく、前述した冷間加工誘起マルテンサ
イト等による強化ではなく、時効処理によって結晶粒内
外に微細なNi3(Ti, Al) を析出させて強化する析出強化
法について検討した。しかしながら、TiやAlをインバー
合金やスーパーインバー合金に添加するとマルテンサイ
ト開始温度が急激に上昇し、熱膨張係数の急激な増大を
招く不利が生じた。
【０００９】そこで、発明者らは、この問題を解決すべ
く、さらに研究を重ねた結果、Niの一部をCoで置換する
ことによって、所期した目的が有利に達成されることの
知見を得た。この発明は、上記の知見に立脚するもので
ある。
く、さらに研究を重ねた結果、Niの一部をCoで置換する
ことによって、所期した目的が有利に達成されることの
知見を得た。この発明は、上記の知見に立脚するもので
ある。
【００１０】すなわち、この発明の要旨構成は次のとお
りである。 １． Ｃ：0.15wt％以下、Si：0.5 wt％以下、Mn：0.5
wt％以下、Ti：0.5 〜4.0 wt％、Al：2.0 wt％以下を含
み、かつNi：30.7〜43.0wt％、Co：14wt％以下を、 37.7≦Ni＋0.8 Co≦43.0 を満足する範囲において含有し、残部は実質的にFeの組
成になることを特徴とする高強度低熱膨張合金（第１発
明）。
りである。 １． Ｃ：0.15wt％以下、Si：0.5 wt％以下、Mn：0.5
wt％以下、Ti：0.5 〜4.0 wt％、Al：2.0 wt％以下を含
み、かつNi：30.7〜43.0wt％、Co：14wt％以下を、 37.7≦Ni＋0.8 Co≦43.0 を満足する範囲において含有し、残部は実質的にFeの組
成になることを特徴とする高強度低熱膨張合金（第１発
明）。
【００１１】２． Ｃ：0.15wt％以下、Si：0.5 wt％以
下、Mn：0.5 wt％以下、Ti：0.5 〜4.0 wt％、Al：2.0
wt％以下を含み、かつNi：30.7〜43.0wt％、Co：14wt％
以下を、 37.7≦Ni＋0.8 Co≦43.0 を満足する範囲において含有し、さらにＶ，Ｗ，Nbおよ
びMoのうちから選んだ一種または二種以上：１wt％以下
を含有し、残部は実質的にFeの組成になることを特徴と
する高強度低熱膨張合金（第２発明）。
下、Mn：0.5 wt％以下、Ti：0.5 〜4.0 wt％、Al：2.0
wt％以下を含み、かつNi：30.7〜43.0wt％、Co：14wt％
以下を、 37.7≦Ni＋0.8 Co≦43.0 を満足する範囲において含有し、さらにＶ，Ｗ，Nbおよ
びMoのうちから選んだ一種または二種以上：１wt％以下
を含有し、残部は実質的にFeの組成になることを特徴と
する高強度低熱膨張合金（第２発明）。
【００１２】３． Ｃ：0.15wt％以下、Si：0.5 wt％以
下、Mn：0.5 wt％以下、Ti：0.5 〜4.0 wt％、Al：2.0
wt％以下を含み、かつNi：30.7〜43.0wt％、Co：14wt％
以下を、 37.7≦Ni＋0.8 Co≦43.0 を満足する範囲において含有し、さらにＳ，Pb, Caおよ
びSeのうちから選んだ少なくとも一種：0.5 wt％以下を
含有し、残部は実質的にFeの組成になることを特徴とす
る高強度低熱膨張合金（第３発明）。
下、Mn：0.5 wt％以下、Ti：0.5 〜4.0 wt％、Al：2.0
wt％以下を含み、かつNi：30.7〜43.0wt％、Co：14wt％
以下を、 37.7≦Ni＋0.8 Co≦43.0 を満足する範囲において含有し、さらにＳ，Pb, Caおよ
びSeのうちから選んだ少なくとも一種：0.5 wt％以下を
含有し、残部は実質的にFeの組成になることを特徴とす
る高強度低熱膨張合金（第３発明）。
【００１３】４． Ｃ：0.15wt％以下、Si：0.5 wt％以
下、Mn：0.5 wt％以下、Ti：0.5 〜4.0 wt％、Al：2.0
wt％以下を含み、かつNi：30.7〜43.0wt％、Co：14wt％
以下を、 37.7≦Ni＋0.8 Co≦43.0 を満足する範囲において含有し、さらにＶ，Ｗ，Nbおよ
びMoのうちから選んだ一種または二種以上：１wt％以
下、Ｓ，Pb, CaおよびSeのうちから選んだ少なくとも一
種：0.5 wt％以下を含有し、残部は実質的にFeの組成に
なることを特徴とする高強度低熱膨張合金（第４発
明）。
下、Mn：0.5 wt％以下、Ti：0.5 〜4.0 wt％、Al：2.0
wt％以下を含み、かつNi：30.7〜43.0wt％、Co：14wt％
以下を、 37.7≦Ni＋0.8 Co≦43.0 を満足する範囲において含有し、さらにＶ，Ｗ，Nbおよ
びMoのうちから選んだ一種または二種以上：１wt％以
下、Ｓ，Pb, CaおよびSeのうちから選んだ少なくとも一
種：0.5 wt％以下を含有し、残部は実質的にFeの組成に
なることを特徴とする高強度低熱膨張合金（第４発
明）。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明を具体的に説明す
る。まず、この発明において、合金の成分組成を上記の
範囲に限定した理由について説明する。 Ｃ：0.15wt％以下 Ｃは、オーステナイトに溶け込んで地の強化に寄与する
だけでなく、Tiと結合しTiＣの炭化物を形成して強度を
向上させる有用元素であるが、多量に含有されるとマル
テンサイト変態を生じ熱膨張係数が大きくなるだけでな
く、後述する時効析出に必要なTiの量を低減して実質的
な強度の低下をもたらすので、0.15wt％以下に限定し
た。
る。まず、この発明において、合金の成分組成を上記の
範囲に限定した理由について説明する。 Ｃ：0.15wt％以下 Ｃは、オーステナイトに溶け込んで地の強化に寄与する
だけでなく、Tiと結合しTiＣの炭化物を形成して強度を
向上させる有用元素であるが、多量に含有されるとマル
テンサイト変態を生じ熱膨張係数が大きくなるだけでな
く、後述する時効析出に必要なTiの量を低減して実質的
な強度の低下をもたらすので、0.15wt％以下に限定し
た。
【００１５】Si：0.5 wt％以下 Siは、溶解時における脱酸剤として有用であるが、含有
量が 0.5wt％を超えるとキュリー点が低温側に移行し熱
膨張係数が大きくなるので、Si量は 0.5wt％以下に限定
した。
量が 0.5wt％を超えるとキュリー点が低温側に移行し熱
膨張係数が大きくなるので、Si量は 0.5wt％以下に限定
した。
【００１６】Mn：0.5 wt％以下 Mnも、Si同様、溶解時における脱酸剤として有効に寄与
するが、含有量が0.5wt％を超えるとやはり熱膨張係数
が大きくなるので、Mn量は 0.5wt％以下に限定した。
するが、含有量が0.5wt％を超えるとやはり熱膨張係数
が大きくなるので、Mn量は 0.5wt％以下に限定した。
【００１７】Ti：0.5 〜4.0 wt％ Tiは、時効処理によってNi−Tiの金属間化合物を微細に
析出させ、強度を著しく上昇させる有用元素である。し
かしながら、含有量が 0.5wt％に満たないとその添加効
果に乏しく、一方 4.0wt％を超えるとキュリー点が極端
に低温側に移行し熱膨張係数が大きくなるので、Ti量は
0.5〜4.0 wt％の範囲に限定した。
析出させ、強度を著しく上昇させる有用元素である。し
かしながら、含有量が 0.5wt％に満たないとその添加効
果に乏しく、一方 4.0wt％を超えるとキュリー点が極端
に低温側に移行し熱膨張係数が大きくなるので、Ti量は
0.5〜4.0 wt％の範囲に限定した。
【００１８】Al：2.0 wt％以下 Alは、Tiと共存させることにより、時効処理時に金属間
化合物Ni−(Ti, Al)を析出させ、時効後の強度を著しく
上昇させる。しかしながら、含有量が 2.0wt％を超える
とキュリー点が極端に低温側に移行し熱膨張係数が大き
くなるので、Al量は 2.0wt％以下に限定した。
化合物Ni−(Ti, Al)を析出させ、時効後の強度を著しく
上昇させる。しかしながら、含有量が 2.0wt％を超える
とキュリー点が極端に低温側に移行し熱膨張係数が大き
くなるので、Al量は 2.0wt％以下に限定した。
【００１９】Ni：30.7wt％以上、43.0wt％未満 Niは、時効処理においてNi−(Ti, Al)の金属間化合物を
微細に析出させることにより、強度を著しく向上させる
有用元素である。しかしながら、含有量が30.7wt％に満
たないとマルテンサイト変態によって熱膨張係数の上昇
を招き、後述するCoの添加によっても４×10-6／℃以下
の低熱膨張性を得ることができず、一方43.0wt％以上に
なると自発体積磁歪の減少によりやはり熱膨張係数が大
きくなるので、Ni量は30.7wt％以上、43.0wt％未満の範
囲に限定した。
微細に析出させることにより、強度を著しく向上させる
有用元素である。しかしながら、含有量が30.7wt％に満
たないとマルテンサイト変態によって熱膨張係数の上昇
を招き、後述するCoの添加によっても４×10-6／℃以下
の低熱膨張性を得ることができず、一方43.0wt％以上に
なると自発体積磁歪の減少によりやはり熱膨張係数が大
きくなるので、Ni量は30.7wt％以上、43.0wt％未満の範
囲に限定した。
【００２０】Co：14.0wt％以下 本発明では、このCoが特に重要で、このCoでNiの一部を
置換することによって、熱膨張係数を効果的に小さくす
ることができる。特に、常温近辺での最小の熱膨張係数
が得られるのは14.0wt％以下の範囲であるので、Coはこ
の範囲に限定した。特に好適な範囲は 2.0〜10.0wt％で
ある。
置換することによって、熱膨張係数を効果的に小さくす
ることができる。特に、常温近辺での最小の熱膨張係数
が得られるのは14.0wt％以下の範囲であるので、Coはこ
の範囲に限定した。特に好適な範囲は 2.0〜10.0wt％で
ある。
【００２１】37.7≦Ni＋0.8 Co≦43.0 NiおよびCoは、上記したように強度の向上や熱膨張係数
の低減に有効に寄与するが、上記の範囲で添加したとし
ても必ずしも良好な結果が得られるというわけではな
く、熱膨張係数の効果的な低減には、NiとCoの合計量を
ある範囲におさめる必要がある。
の低減に有効に寄与するが、上記の範囲で添加したとし
ても必ずしも良好な結果が得られるというわけではな
く、熱膨張係数の効果的な低減には、NiとCoの合計量を
ある範囲におさめる必要がある。
【００２２】図１に、熱膨張係数αに及ぼすNiとCoの影
響について調べた結果を整理して示す。図中、斜線で示
した領域が４×10-6／℃以下の熱膨張係数が得られた好
適領域である。これに対し、（Ni＋0.8Co)が43.0を超え
る領域Ａでは、（Ni＋Co）が多量に含まれ、自発体積磁
歪が減少するため、熱膨張係数が４×10-6／℃以上と急
激に大きくなった。また、（Ni＋0.8Co)が37.7を下回る
領域Ｂでは、マルテンサイト変態温度が急激に上昇する
ため、やはり熱膨張係数は４×10-6／℃以上となった。
さらに、領域Ｃは、常温近辺での熱膨張係数を効果的に
減少できるほどの自発体積磁歪を与えるNi量を確保でき
ず、また一部はマルテンサイト変態も生じるたは、熱膨
張係数は４×10-6／℃以上の大きな値となった。
響について調べた結果を整理して示す。図中、斜線で示
した領域が４×10-6／℃以下の熱膨張係数が得られた好
適領域である。これに対し、（Ni＋0.8Co)が43.0を超え
る領域Ａでは、（Ni＋Co）が多量に含まれ、自発体積磁
歪が減少するため、熱膨張係数が４×10-6／℃以上と急
激に大きくなった。また、（Ni＋0.8Co)が37.7を下回る
領域Ｂでは、マルテンサイト変態温度が急激に上昇する
ため、やはり熱膨張係数は４×10-6／℃以上となった。
さらに、領域Ｃは、常温近辺での熱膨張係数を効果的に
減少できるほどの自発体積磁歪を与えるNi量を確保でき
ず、また一部はマルテンサイト変態も生じるたは、熱膨
張係数は４×10-6／℃以上の大きな値となった。
【００２３】以上、基本成分について説明したが、この
発明ではさらに強度改善成分としてＶ，Ｗ，NbおよびMo
のうちから選んだ一種または二種以上を、また被削性改
善成分としてＳ，Pb，CaおよびＳのうちから選んだ少な
くとも一種を適宜添加することができる。以下、これら
の選択成分の適正成分組成範囲について説明する。 Ｖ，Ｗ，Nbおよび／またはMo：１wt％以下 Ｖ，Ｗ，NbおよびMoはいずれも、遊離のＣと結びついて
炭化物を形成し、強度の向上に有効に寄与するが、１wt
％を超える多量の添加は熱膨張係数を大きくするので、
１wt％以下で添加する必要がある。
発明ではさらに強度改善成分としてＶ，Ｗ，NbおよびMo
のうちから選んだ一種または二種以上を、また被削性改
善成分としてＳ，Pb，CaおよびＳのうちから選んだ少な
くとも一種を適宜添加することができる。以下、これら
の選択成分の適正成分組成範囲について説明する。 Ｖ，Ｗ，Nbおよび／またはMo：１wt％以下 Ｖ，Ｗ，NbおよびMoはいずれも、遊離のＣと結びついて
炭化物を形成し、強度の向上に有効に寄与するが、１wt
％を超える多量の添加は熱膨張係数を大きくするので、
１wt％以下で添加する必要がある。
【００２４】Ｓ，Pb，Caおよび／またはSe：0.5 wt％以
下 Ｓ，Pb，Caおよび／またはSeはいずれも、切削性を向上
させるのに有用な元素であり、単独または複合して添加
することができる。しかしながら、これらの量が0.5 wt
％を超えると熱間加工性および鋳造性が害されるので、
含有量は 0.5wt％以下に限定した。
下 Ｓ，Pb，Caおよび／またはSeはいずれも、切削性を向上
させるのに有用な元素であり、単独または複合して添加
することができる。しかしながら、これらの量が0.5 wt
％を超えると熱間加工性および鋳造性が害されるので、
含有量は 0.5wt％以下に限定した。
【００２５】
【実施例】表１に示す成分組成になる供試鋼（No.1〜2
1）をそれぞれ、7.5 kg真空中で誘導溶解し、65mmφの
インゴットを作製した。ついで、No.12, 19 を除き各イ
ンゴットを1050℃〜1100℃で熱間鍛造し、直径：13mmの
丸棒を作成した。一方、No.12, 19 はインゴットから直
接、直径：13mmの丸棒に削りだした。その後、No.20, 2
1 の参考例（インバー合金およびスーパーインバー合
金）以外については、所定の長さに切断後、1100℃, １
ｈの溶体化処理を施したのち、700 ℃，４ｈの時効処理
を施して、引張試験片、熱膨張係数測定試験片、硬度試
験片を作成した。かような試験片を用いて、引張強さ、
熱膨張係数および硬度について調査した結果を、表２に
示す。
1）をそれぞれ、7.5 kg真空中で誘導溶解し、65mmφの
インゴットを作製した。ついで、No.12, 19 を除き各イ
ンゴットを1050℃〜1100℃で熱間鍛造し、直径：13mmの
丸棒を作成した。一方、No.12, 19 はインゴットから直
接、直径：13mmの丸棒に削りだした。その後、No.20, 2
1 の参考例（インバー合金およびスーパーインバー合
金）以外については、所定の長さに切断後、1100℃, １
ｈの溶体化処理を施したのち、700 ℃，４ｈの時効処理
を施して、引張試験片、熱膨張係数測定試験片、硬度試
験片を作成した。かような試験片を用いて、引張強さ、
熱膨張係数および硬度について調査した結果を、表２に
示す。
【００２６】なお、引張強さは、平行部５Ｄの試験片に
作成し、引張速度：３mm/minでオートグラフで引張試験
を行って測定した。熱膨張係数は、５Ｄ×50mmの試料を
作成し、−40℃〜 100℃間を昇温速度：１℃/minで測定
した。硬さは、No.1〜19はロックウエルＣで、一方 No.
20，21はロックウエルＢで測定した。
作成し、引張速度：３mm/minでオートグラフで引張試験
を行って測定した。熱膨張係数は、５Ｄ×50mmの試料を
作成し、−40℃〜 100℃間を昇温速度：１℃/minで測定
した。硬さは、No.1〜19はロックウエルＣで、一方 No.
20，21はロックウエルＢで測定した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】No.1〜７およびNo. 13〜15は、本発明の基
本成分を決定する条件で、本発明条件内の組成No.1〜７
は熱膨張係数も４×10-6／℃以下と鉄の１／３以下の小
さな値を示し、強度も1000 MPa以上の高強度を示してい
る。これに対し、 No.13〜15はいずれも、強度は1100 M
Paと高い値を示したが、No.13 は（Ni＋Co）＜37.7の領
域Ｂに属するため、マルテンサイト変態が生じて熱膨張
係数が 9.6×10-6／℃と大きくなり、またNo.14 は逆に
（Ni＋Co）＞43.0の領域Ａに属するため、自発体積磁歪
の減少により、常温近辺の熱膨張係数は5.7×10-6／℃
と大きな値を示した。さらに、No.15 は、37.7≦（Ni＋
Co）≦43.0の適正範囲に入っているものの、Niが 30.01
wt％と低く、領域Ｃに属するために、熱膨張係数は 8.8
×10-6／℃と大きな値を示した。
本成分を決定する条件で、本発明条件内の組成No.1〜７
は熱膨張係数も４×10-6／℃以下と鉄の１／３以下の小
さな値を示し、強度も1000 MPa以上の高強度を示してい
る。これに対し、 No.13〜15はいずれも、強度は1100 M
Paと高い値を示したが、No.13 は（Ni＋Co）＜37.7の領
域Ｂに属するため、マルテンサイト変態が生じて熱膨張
係数が 9.6×10-6／℃と大きくなり、またNo.14 は逆に
（Ni＋Co）＞43.0の領域Ａに属するため、自発体積磁歪
の減少により、常温近辺の熱膨張係数は5.7×10-6／℃
と大きな値を示した。さらに、No.15 は、37.7≦（Ni＋
Co）≦43.0の適正範囲に入っているものの、Niが 30.01
wt％と低く、領域Ｃに属するために、熱膨張係数は 8.8
×10-6／℃と大きな値を示した。
【００３０】また、No.8〜12はそれぞれ、選択元素を添
加した例であるが、本発明の範囲を満足しているので、
それぞれ 1000 MPa 以上の高強度と４×10-6／℃以下の
低い熱膨張係数を有している。なお、No.12 は鋳造の例
である。これに対し、比較例のNo.16 は、Ｃが高くマル
テンサイト変態が−40℃以上で生じるため、熱膨張係数
が 7.6×10-6／℃と大きな値を示した。No.17 は、（Ｗ
＋Mo）が 1.0wt％超含まれ、さらにAlが 2.0wt％超含ま
れた例で、強度は1300 MPaと高強度を示すものの、熱膨
張係数は 5.2×10-6／℃と大きな値を示す。No.18 は、
（Ｖ＋Nb）が 1.0wt％超含まれた場合の例で、強度は14
00 MPaと高いけれども、熱膨張係数は 5.8×10-6／℃と
大きな値を示した。No.19 は、Tiが５wt％と上限を超え
て含有された鋳造での例であるが、強度は1400 MPaと高
いものの、熱膨張係数は 6.8×10-6／℃と大きな値を示
した。
加した例であるが、本発明の範囲を満足しているので、
それぞれ 1000 MPa 以上の高強度と４×10-6／℃以下の
低い熱膨張係数を有している。なお、No.12 は鋳造の例
である。これに対し、比較例のNo.16 は、Ｃが高くマル
テンサイト変態が−40℃以上で生じるため、熱膨張係数
が 7.6×10-6／℃と大きな値を示した。No.17 は、（Ｗ
＋Mo）が 1.0wt％超含まれ、さらにAlが 2.0wt％超含ま
れた例で、強度は1300 MPaと高強度を示すものの、熱膨
張係数は 5.2×10-6／℃と大きな値を示す。No.18 は、
（Ｖ＋Nb）が 1.0wt％超含まれた場合の例で、強度は14
00 MPaと高いけれども、熱膨張係数は 5.8×10-6／℃と
大きな値を示した。No.19 は、Tiが５wt％と上限を超え
て含有された鋳造での例であるが、強度は1400 MPaと高
いものの、熱膨張係数は 6.8×10-6／℃と大きな値を示
した。
【００３１】さらに、No.20, 21 は、Ti, Alを全く含ま
ない従来のインバー合金（No.19)、スーパーインバー合
金（No.20)であるが、これらの合金はいずれも、熱膨張
係数が小さく良好な値を示すけれども、Ti，Alを含まな
いために時効硬化性がなく引張強さは 465 MPa程度と低
い値しか得られなかった。
ない従来のインバー合金（No.19)、スーパーインバー合
金（No.20)であるが、これらの合金はいずれも、熱膨張
係数が小さく良好な値を示すけれども、Ti，Alを含まな
いために時効硬化性がなく引張強さは 465 MPa程度と低
い値しか得られなかった。
【００３２】
【発明の効果】かくして、この発明によれば、従来、相
反する特性とされた高い強度と低い熱膨張係数を兼ね備
えた高強度低熱膨張合金を安定した得ることができる。
反する特性とされた高い強度と低い熱膨張係数を兼ね備
えた高強度低熱膨張合金を安定した得ることができる。
【図１】熱膨張係数αに及ぼすNiとCoの影響を示した図
である。
である。
Claims (4)
- 【請求項１】Ｃ：0.15wt％以下、 Si：0.5 wt％以下、 Mn：0.5 wt％以下、 Ti：0.5 〜4.0 wt％、 Al：2.0 wt％以下 を含み、かつ Ni：30.7〜43.0wt％、 Co：14wt％以下を、 37.7≦Ni＋0.8 Co≦43.0 を満足する範囲において含有し、残部は実質的にFeの組
成になることを特徴とする高強度低熱膨張合金。 - 【請求項２】Ｃ：0.15wt％以下、 Si：0.5 wt％以下、 Mn：0.5 wt％以下、 Ti：0.5 〜4.0 wt％、 Al：2.0 wt％以下 を含み、かつ Ni：30.7〜43.0wt％、 Co：14wt％以下を、 37.7≦Ni＋0.8 Co≦43.0 を満足する範囲において含有し、さらに Ｖ，Ｗ，NbおよびMoのうちから選んだ一種または二種以
上：１wt％以下 を含有し、残部は実質的にFeの組成になることを特徴と
する高強度低熱膨張合金。 - 【請求項３】Ｃ：0.15wt％以下、 Si：0.5 wt％以下、 Mn：0.5 wt％以下、 Ti：0.5 〜4.0 wt％、 Al：2.0 wt％以下 を含み、かつ Ni：30.7〜43.0wt％、 Co：14wt％以下を、 37.7≦Ni＋0.8 Co≦43.0 を満足する範囲において含有し、さらに Ｓ，Pb, CaおよびSeのうちから選んだ少なくとも一種：
0.5 wt％以下 を含有し、残部は実質的にFeの組成になることを特徴と
する高強度低熱膨張合金。 - 【請求項４】Ｃ：0.15wt％以下、 Si：0.5 wt％以下、 Mn：0.5 wt％以下、 Ti：0.5 〜4.0 wt％、 Al：2.0 wt％以下 を含み、かつ Ni：30.7〜43.0wt％、 Co：14wt％以下を、 37.7≦Ni＋0.8 Co≦43.0 を満足する範囲において含有し、さらに Ｖ，Ｗ，NbおよびMoのうちから選んだ一種または二種以
上：１wt％以下、 Ｓ，Pb, CaおよびSeのうちから選んだ少なくとも一種：
0.5 wt％以下 を含有し、残部は実質的にFeの組成になることを特徴と
する高強度低熱膨張合金。
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| JP12207897A JP3730360B2 (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 高強度低熱膨張合金 |
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|---|---|---|---|
| JP12207897A JP3730360B2 (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 高強度低熱膨張合金 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10310845A true JPH10310845A (ja) | 1998-11-24 |
| JP3730360B2 JP3730360B2 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=14827118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12207897A Expired - Lifetime JP3730360B2 (ja) | 1997-05-13 | 1997-05-13 | 高強度低熱膨張合金 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| WO2001007673A1 (de) * | 1999-07-22 | 2001-02-01 | Krupp Vdm Gmbh | Kriechbeständige wärmeausdehnungsarme eisen-nickel-legierung |
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| WO2007087785A1 (de) * | 2006-02-02 | 2007-08-09 | Thyssenkrupp Vdm Gmbh | Eisen-nickel-legierung |
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-
1997
- 1997-05-13 JP JP12207897A patent/JP3730360B2/ja not_active Expired - Lifetime
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