JPS5827338B2 - Fe−Cr系アモルフアス合金 - Google Patents
Fe−Cr系アモルフアス合金Info
- Publication number
- JPS5827338B2 JPS5827338B2 JP633074A JP633074A JPS5827338B2 JP S5827338 B2 JPS5827338 B2 JP S5827338B2 JP 633074 A JP633074 A JP 633074A JP 633074 A JP633074 A JP 633074A JP S5827338 B2 JPS5827338 B2 JP S5827338B2
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- JP
- Japan
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- chromium
- amorphous
- corrosion
- amorphous alloy
- alloys
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
- B22D13/02—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of elongated solid or hollow bodies, e.g. pipes, in moulds rotating around their longitudinal axis
- B22D13/026—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of elongated solid or hollow bodies, e.g. pipes, in moulds rotating around their longitudinal axis the longitudinal axis being vertical
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は機械的強度、耐食性および耐熱性の優れた鉄ク
ロム系アモルファス合金に関する。
ロム系アモルファス合金に関する。
通常金属は固体状態では結晶状態にあるが、ある特殊な
条件(合金の組成、急冷凝固)下では、固体状態でも液
体に類似した、結晶構造をもたない原子構造が得られ、
このような金属、又は合金をアモルファス金属(又は非
晶質金属)と言っている。
条件(合金の組成、急冷凝固)下では、固体状態でも液
体に類似した、結晶構造をもたない原子構造が得られ、
このような金属、又は合金をアモルファス金属(又は非
晶質金属)と言っている。
このアモルファス合金は従来の実用金属材料に比し、著
しく高い強度を保有する可能性があるが、反面耐食性に
劣る欠点がある。
しく高い強度を保有する可能性があるが、反面耐食性に
劣る欠点がある。
この原因はアモルファス金属では原子の結合力が弱いた
めと考えられる。
めと考えられる。
例えば、F e −C−P系およびFe−B−P系アモ
ルファス合金の塩水噴霧による腐食減量は、普通の炭素
鋼の約3倍である。
ルファス合金の塩水噴霧による腐食減量は、普通の炭素
鋼の約3倍である。
一方、実用金属として使用される場合には、常温たけで
なく昇温状態でも使用されることがあり、アモルファス
合金はその組成に応じである温度で結晶性金属又は合金
に変化する結晶化温度をもっている。
なく昇温状態でも使用されることがあり、アモルファス
合金はその組成に応じである温度で結晶性金属又は合金
に変化する結晶化温度をもっている。
アモルファス合金が結晶化すると、アモルファス合金と
しての特性が失われることになる。
しての特性が失われることになる。
従ってこのような昇温状態で使用される場合には出来る
限りこの結晶化温度が高いことが必要である。
限りこの結晶化温度が高いことが必要である。
本発明は、上述のアモルファス合金の欠点である耐蝕性
を改善し、アモルファス合金の製造が容易で、耐熱性(
耐結晶化)を向上すると共に、更に機械的強度を向上し
たアモルファス合金を提供せんとするものである。
を改善し、アモルファス合金の製造が容易で、耐熱性(
耐結晶化)を向上すると共に、更に機械的強度を向上し
たアモルファス合金を提供せんとするものである。
本発明は、クロム1〜40原子%、炭素またはボロン2
原子%以上、リン5原子%以上で、かつ炭素またはポロ
ンとリンの合計15〜30原子%を含み、残部鉄よりな
ることを特徴とする耐食性および耐熱性の優れた高力鉄
クロム系アモルファス合金特にFe−CrC−P系およ
びFe−CrB−P系アモルファス合金に係る。
原子%以上、リン5原子%以上で、かつ炭素またはポロ
ンとリンの合計15〜30原子%を含み、残部鉄よりな
ることを特徴とする耐食性および耐熱性の優れた高力鉄
クロム系アモルファス合金特にFe−CrC−P系およ
びFe−CrB−P系アモルファス合金に係る。
本発明において、クロムはFe−C−P系およびFe−
B−P系アモルファス合金の耐食性、耐熱性および機械
的特性を改善する効果をもち、クロム量を1〜40原子
%に規定したのは、1原子%未満ではその効果が小さく
、一方クロム量が、40原子%を起えると、アモルファ
ス合金の製造が難しくなることと、これ以上の含有は、
特に効果が認められないためである。
B−P系アモルファス合金の耐食性、耐熱性および機械
的特性を改善する効果をもち、クロム量を1〜40原子
%に規定したのは、1原子%未満ではその効果が小さく
、一方クロム量が、40原子%を起えると、アモルファ
ス合金の製造が難しくなることと、これ以上の含有は、
特に効果が認められないためである。
本発明において、炭素とリンあるいはポロンとリンは、
鉄系合金でアモルファスが得られるために必要な元素で
あり、それらの合計を夫々15〜30原子%に規定した
のは、15原子%未満では、アモルファスの生成が困難
又は不可能であり、30原子%を越えると、アモルファ
スの生成が同様に困難又は不可能であると共に特性的に
も良好でないためである。
鉄系合金でアモルファスが得られるために必要な元素で
あり、それらの合計を夫々15〜30原子%に規定した
のは、15原子%未満では、アモルファスの生成が困難
又は不可能であり、30原子%を越えると、アモルファ
スの生成が同様に困難又は不可能であると共に特性的に
も良好でないためである。
又炭素またはポロンの最小量を2原子%としたのは、2
原子%未満ではアモルファス合金の生成が困難又は不可
能なためである。
原子%未満ではアモルファス合金の生成が困難又は不可
能なためである。
リンの最小量を5原子%としたのは、5原子%未満では
、同様にアモルファス合金の生成が困難又は不可能なた
めである。
、同様にアモルファス合金の生成が困難又は不可能なた
めである。
次に本発明のアモルファス合金を製造する方法について
図面により説明する。
図面により説明する。
図は本発明のアモルファス合金を製造する装置の一例を
示す概略図である。
示す概略図である。
図において、1は下方先端に水平方向に噴出するノズル
2を有する石英管で、その中には原料金属3が装入され
、溶解される。
2を有する石英管で、その中には原料金属3が装入され
、溶解される。
4は原料金属3を加熱するための加熱炉であり、5はモ
ーター6により高速度、例えば5000 r、p、m−
で回転される回転ドラムで、これは、ドラムの回転によ
る遠心力負荷をできるだけ小さくするため、軽量で熱伝
導性の良い金属、例えばアルミニウム合金よりなり、内
面には更に熱伝導性の良い金属、例えば鋼板7で内張す
されている。
ーター6により高速度、例えば5000 r、p、m−
で回転される回転ドラムで、これは、ドラムの回転によ
る遠心力負荷をできるだけ小さくするため、軽量で熱伝
導性の良い金属、例えばアルミニウム合金よりなり、内
面には更に熱伝導性の良い金属、例えば鋼板7で内張す
されている。
8は石英管1を支持して上下に移動するためのエアピス
トンである。
トンである。
原料金属は、先ず石英管1の送入口1aより流体搬送等
により装入され加熱炉4の位置で加熱溶解され、次いで
エアピストン8により、ノズル2が回転ドラム5の内面
に対向する如く、石英管1が図に示す位置に下降され、
次いで上昇を開始するとほぼ同時に溶融金属3にガス圧
が加えられて、金属が回転ドラムの内面に向って噴流さ
れる。
により装入され加熱炉4の位置で加熱溶解され、次いで
エアピストン8により、ノズル2が回転ドラム5の内面
に対向する如く、石英管1が図に示す位置に下降され、
次いで上昇を開始するとほぼ同時に溶融金属3にガス圧
が加えられて、金属が回転ドラムの内面に向って噴流さ
れる。
石英管内部へは金属3の酸化を防ぐため絶えず不活性ガ
ス、例えばアルゴンガス9を送入し不活性雰囲気として
おくものとする。
ス、例えばアルゴンガス9を送入し不活性雰囲気として
おくものとする。
回転ドラム内面に噴流された金属は高速回転による遠心
力のため、回転ドラム内面に強く接触せしめられること
により、超高速冷却が与えられてアモルファス金属とな
る。
力のため、回転ドラム内面に強く接触せしめられること
により、超高速冷却が与えられてアモルファス金属とな
る。
このような方法により、本発明のFe−Cr系アモルフ
ァス合金は、例えば厚さ約0.1m、巾約1mの長い条
として得られる。
ァス合金は、例えば厚さ約0.1m、巾約1mの長い条
として得られる。
次に本発明の実施例について述べる。
実施例 1
第1表に示す組成のアモルファス合金を、図に示した装
置により厚さQ、Q5fi、巾0.59の条に作成した
。
置により厚さQ、Q5fi、巾0.59の条に作成した
。
これらの条よりそれぞれ試料を取り、機械的性能、腐食
試験および耐熱試験を行った。
試験および耐熱試験を行った。
結果は第2表、第3表および第4表の如くで、比較のた
め、普通の0.8%炭素鋼、鉄−クロム鋼およびF e
−C−P系、Fe−B−P系アモルファス合金につい
ても同様の試験を行った。
め、普通の0.8%炭素鋼、鉄−クロム鋼およびF e
−C−P系、Fe−B−P系アモルファス合金につい
ても同様の試験を行った。
腐食試験は約100m?の板状アモルファス線および0
.8%炭素鋼、鉄−クロム鋼の0.12Wφ丸線を用い
て、恒温恒湿雰囲気(60℃、湿度95%以上)と5%
食塩水溶1(35°C)中での腐食による重量変化を測
定し、また外観観察および硫酸5%水溶液中での分極曲
線測定により行なった。
.8%炭素鋼、鉄−クロム鋼の0.12Wφ丸線を用い
て、恒温恒湿雰囲気(60℃、湿度95%以上)と5%
食塩水溶1(35°C)中での腐食による重量変化を測
定し、また外観観察および硫酸5%水溶液中での分極曲
線測定により行なった。
また耐熱試験は電気抵抗および示差比熱測定により、結
晶化の開始温度をもって示した。
晶化の開始温度をもって示した。
なお加熱速度は1℃/分である。
機械的性能におよぼすクロムの添加は第2表に見られる
如く、強さおよび硬さの著しい上昇、ヤング率の上昇と
、やや伸びの減少を伴う。
如く、強さおよび硬さの著しい上昇、ヤング率の上昇と
、やや伸びの減少を伴う。
この最高強さ約400 Ky/mtAは従来の鋼におけ
る最大強さを持つピアノ線より秀れている。
る最大強さを持つピアノ線より秀れている。
一方、伸びはほとんどないが、いわゆる脆性体とは異な
り、アモルファス合金の局部的粘性破断を示す。
り、アモルファス合金の局部的粘性破断を示す。
また、耐食性は第3表に見るようにクロムの添加により
著しく改善される。
著しく改善される。
クロムを含まないアモルファス合金F e −C−P系
およびFe−B−P系は塩水中および恒温恒湿中で腐食
が著しく、全面に孔食が起り、酸化鉄が表面に形成され
る。
およびFe−B−P系は塩水中および恒温恒湿中で腐食
が著しく、全面に孔食が起り、酸化鉄が表面に形成され
る。
これに対して少くとも1%クロムの添加で腐食量が半減
し、はぼ炭素鋼と同程度になり、さらに5%クロムでは
約1/10以下になる。
し、はぼ炭素鋼と同程度になり、さらに5%クロムでは
約1/10以下になる。
クロム10%以上ではほとんど腐食が進行せず、ステン
レス鋼の鉄−クロム合金と同様、72時間でも減量が検
出されない程度である。
レス鋼の鉄−クロム合金と同様、72時間でも減量が検
出されない程度である。
分極曲線の測定によると、クロム5%以上のアモルファ
ス合金は不動態化し易く、鉄−クロム合金とほぼ同じ特
性を持つことを示した。
ス合金は不動態化し易く、鉄−クロム合金とほぼ同じ特
性を持つことを示した。
第4表に示すアモルファス合金の結晶化温度におよぼす
クロム添加の効果から判るように、クロムは結晶化温度
を上昇させ、クロムを含まないアモルファス合金の約4
20℃の結晶化温度を40%クロムで約510°Cまで
上昇させる。
クロム添加の効果から判るように、クロムは結晶化温度
を上昇させ、クロムを含まないアモルファス合金の約4
20℃の結晶化温度を40%クロムで約510°Cまで
上昇させる。
このクロムの効果はとくに低クロムで著しく、10%ク
ロムで約40℃上昇する。
ロムで約40℃上昇する。
実施例 2
リンを13原子%、炭素を7原子%を含み残部鉄よりな
る合金およびこれに1,2,3,4,5゜8.10原子
%のクロムを添加した合金を第1図に示す装置により超
急冷することにより、幅17IlIIl厚さ30μmの
リボンを作製し、これら各合金の30°C,1規定Na
Cl水溶液中での耐食試験を行った。
る合金およびこれに1,2,3,4,5゜8.10原子
%のクロムを添加した合金を第1図に示す装置により超
急冷することにより、幅17IlIIl厚さ30μmの
リボンを作製し、これら各合金の30°C,1規定Na
Cl水溶液中での耐食試験を行った。
なお、耐食性は1週間浸漬による重量変化から求めた。
第2図はアモルファス合金および結晶質鉄−クロム合金
の腐食速度におよぼすクロム量の効果を示す。
の腐食速度におよぼすクロム量の効果を示す。
結晶質の鉄−クロム合金(A曲線結晶質Fe−Cr合金
)ではクロムを添加しても腐食速度はほとんど改善され
ない。
)ではクロムを添加しても腐食速度はほとんど改善され
ない。
一方アモルファス合金※(B曲線FeCrP13C7ア
モルファス合金)ではクロムを含まないとむしろ純鉄よ
り著しく腐食されるが、クロムを1原子%添加するとほ
ぼ結晶質合金と同程度の特性を示し、クロム1%以上と
なると急激に腐食速度が減少して、8原子%では腐食速
度はぼ零となる。
モルファス合金)ではクロムを含まないとむしろ純鉄よ
り著しく腐食されるが、クロムを1原子%添加するとほ
ぼ結晶質合金と同程度の特性を示し、クロム1%以上と
なると急激に腐食速度が減少して、8原子%では腐食速
度はぼ零となる。
すなわち、クロム添加の効果はクロム1〜40原子%を
添加したアモルファス合金で極めて大きいことが判る。
添加したアモルファス合金で極めて大きいことが判る。
実施例 3
第1図の装置を用いてFe8oCr1oP13C7組戊
のアモルファス合金テープ(幅17Im1厚さ30μm
)を種々の塩酸濃度をもつ水溶液中で浸漬実験を行った
。
のアモルファス合金テープ(幅17Im1厚さ30μm
)を種々の塩酸濃度をもつ水溶液中で浸漬実験を行った
。
その結果を18−8ステンレス鋼と比較して第3図に示
す。
す。
アモルファス合金は1週間の浸漬後でも全く腐食されず
、腐食速度は零である。
、腐食速度は零である。
これに対してステンレス鋼は孔食を生じて腐食され、塩
酸濃度の上昇とともに孔食腐食が著しくなった。
酸濃度の上昇とともに孔食腐食が著しくなった。
この結果からアモルファス鉄−クロム合金は孔食腐食を
起さないことが判る。
起さないことが判る。
実施例 4
JIS規格にもとづいてアモルファス鉄−クロム合金お
よびステンレス鋼の10%塩化第二鉄水溶液中の腐食速
度を40℃および60℃で行なった。
よびステンレス鋼の10%塩化第二鉄水溶液中の腐食速
度を40℃および60℃で行なった。
第5表はその結果を示す。アモルファス合金は40℃、
60℃でも腐食せず、高耐食性を示したが、従来のステ
ンレス鋼は大きな腐食速度を示した。
60℃でも腐食せず、高耐食性を示したが、従来のステ
ンレス鋼は大きな腐食速度を示した。
以上の実施例1〜4で示した如く、本発明のFe−Cr
系アモルファス合金は、クロムの添加量に比例して強度
が上昇するばかりでなく、耐食性もクロム8%以上の添
加で1規定NaCl溶液中の腐食が零となり、ステンレ
ス鋼が1規定塩酸溶蔽中で著しく腐食が大きいのに比し
て顕著な効果があることが判った。
系アモルファス合金は、クロムの添加量に比例して強度
が上昇するばかりでなく、耐食性もクロム8%以上の添
加で1規定NaCl溶液中の腐食が零となり、ステンレ
ス鋼が1規定塩酸溶蔽中で著しく腐食が大きいのに比し
て顕著な効果があることが判った。
以上より明らかなように耐食性が飛躍的向北するのはク
ロムの添加によるものであり、一方炭素とリンまたはボ
ロンとリンの添加はアモルファス合金とするために必要
な元素であり、本発明の組成範囲で機械的強度、耐食性
、耐熱性に優れたアモルファス合金が得られる。
ロムの添加によるものであり、一方炭素とリンまたはボ
ロンとリンの添加はアモルファス合金とするために必要
な元素であり、本発明の組成範囲で機械的強度、耐食性
、耐熱性に優れたアモルファス合金が得られる。
本発明のアモルファス合金は、細い条として製造可能で
あり、従来の実用金属材料では得られない高い強度を有
し、従来のステンレス鋼と同等の耐食性を有すると共に
、良好な耐熱性を有する。
あり、従来の実用金属材料では得られない高い強度を有
し、従来のステンレス鋼と同等の耐食性を有すると共に
、良好な耐熱性を有する。
従って本発明のアモルファス合金は、高い強度、耐熱性
と耐食性を要求される製品、例えば車輛用タイヤ、ベル
トなどのゴム、プラスチック製品に埋込まれる補強用コ
ード、コンクリート埋込み用コードなどに適するもので
あり、又フィルター、スクリーン、せんいとの混紡用フ
ィラメントなどの用途に適するものである。
と耐食性を要求される製品、例えば車輛用タイヤ、ベル
トなどのゴム、プラスチック製品に埋込まれる補強用コ
ード、コンクリート埋込み用コードなどに適するもので
あり、又フィルター、スクリーン、せんいとの混紡用フ
ィラメントなどの用途に適するものである。
第1図は本発明のアモルファス合金を製造する装置の一
例を示す概略図、第2図はFeCrP13C7アモルフ
ァス合金および結晶質Fe−Cr合金の1規定NaCl
溶液中における腐食速度のクロム含量による変化を示す
耐食特性図、第3図は種々の濃度のHCI溶液中におけ
るFeCr1oP13C7アモルファス合金と結晶質1
8Cr−8Niステンレス鋼の腐食速度を比較した耐食
特性図である。 1・・・・・・石英管、2・・・・・・ノズル、3・・
・・・・原料金属、4・・・・・・加熱炉、5・・・・
・・回転ドラム、6・・・・・・モータ、7・・・・・
・銅板、8・・・・・・エヤピストン、9・・・・・・
アルゴンガス。
例を示す概略図、第2図はFeCrP13C7アモルフ
ァス合金および結晶質Fe−Cr合金の1規定NaCl
溶液中における腐食速度のクロム含量による変化を示す
耐食特性図、第3図は種々の濃度のHCI溶液中におけ
るFeCr1oP13C7アモルファス合金と結晶質1
8Cr−8Niステンレス鋼の腐食速度を比較した耐食
特性図である。 1・・・・・・石英管、2・・・・・・ノズル、3・・
・・・・原料金属、4・・・・・・加熱炉、5・・・・
・・回転ドラム、6・・・・・・モータ、7・・・・・
・銅板、8・・・・・・エヤピストン、9・・・・・・
アルゴンガス。
Claims (1)
- 1 クロム1〜40原子%、炭素またはポロン2原子%
以上、リン5原子%以上で、かつ炭素またはポロンとリ
ンの合計15〜30原子%を含み、残部鉄よりなること
を特徴とする耐食性および耐熱性の優れた高力Fe−C
r系アモルファス合金。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP633074A JPS5827338B2 (ja) | 1974-01-12 | 1974-01-12 | Fe−Cr系アモルフアス合金 |
GB272/75A GB1505841A (en) | 1974-01-12 | 1975-01-03 | Iron-chromium amorphous alloys |
SE7500254A SE412255B (sv) | 1974-01-12 | 1975-01-10 | Amorf fecr-legering |
FR7500776A FR2257700B1 (ja) | 1974-01-12 | 1975-01-10 | |
DE19752500846 DE2500846B2 (de) | 1974-01-12 | 1975-01-10 | Amorphe eisen-chrom-legierungen |
BE152294A BE824288A (fr) | 1974-01-12 | 1975-01-10 | Alliages amorphes de la serie fer-chrome |
US05/540,462 US3986867A (en) | 1974-01-12 | 1975-01-13 | Iron-chromium series amorphous alloys |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP633074A JPS5827338B2 (ja) | 1974-01-12 | 1974-01-12 | Fe−Cr系アモルフアス合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS50101215A JPS50101215A (ja) | 1975-08-11 |
JPS5827338B2 true JPS5827338B2 (ja) | 1983-06-08 |
Family
ID=11635340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP633074A Expired JPS5827338B2 (ja) | 1974-01-12 | 1974-01-12 | Fe−Cr系アモルフアス合金 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5827338B2 (ja) |
BE (1) | BE824288A (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5841343B2 (ja) * | 1974-07-01 | 1983-09-12 | トウホクダイガク キンゾクザイリヨウケンキユウシヨチヨウ | 高力Fe−Cr系アモルフアス合金 |
JPS5841345B2 (ja) * | 1974-07-01 | 1983-09-12 | トウホクダイガク キンゾクザイリヨウケンキユウシヨチヨウ | タイコウシヨク タイスキマフシヨク タイオウリヨクフシヨクワレ タイスイソゼイセイヨウ アモルフアステツゴウキン |
SE431101B (sv) * | 1975-06-26 | 1984-01-16 | Allied Corp | Amorf metallegering |
JPS5941510U (ja) * | 1982-09-09 | 1984-03-17 | パイロツトプレシジヨン株式会社 | 押出成形機の中子 |
CA2515739C (en) * | 2003-02-11 | 2012-08-14 | The Nanosteel Company | Formation of metallic thermal barrier alloys |
-
1974
- 1974-01-12 JP JP633074A patent/JPS5827338B2/ja not_active Expired
-
1975
- 1975-01-10 BE BE152294A patent/BE824288A/fr not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS50101215A (ja) | 1975-08-11 |
BE824288A (fr) | 1975-05-02 |
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