JPS5841343B2

JPS5841343B2 - 高力Ｆｅ−Ｃｒ系アモルフアス合金

Info

Publication number: JPS5841343B2
Application number: JP49074245A
Authority: JP
Inventors: 健増本; 正明奈賀
Original assignee: TOHOKU DAIGAKU KINZOKU ZAIRYO KENKYU SHOCHO
Current assignee: TOHOKU DAIGAKU KINZOKU ZAIRYO KENKYU SHOCHO
Priority date: 1974-07-01
Filing date: 1974-07-01
Publication date: 1983-09-12
Also published as: JPS513312A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、耐熱性の優れた高力Ｆｅ−Ｃｒ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
のような合金をアモルファス合金（又は非晶質合金）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。

一方、実用金属として使用される場合には、常温だけで
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。

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。

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。

本発明は、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
たアモルファス鉄−クロム合金ヲ提供せんとするもので
ある。

本発明は、Ｃｒ■〜４０原子％、Ｃ及びＢを合計で７〜
３５原子％含有し、残部Ｆｅからなる耐熱性の優れた高
力Ｆｅ−Ｃｒ系アモルファス合金に関する。

本発明に至る以前の研究において本発明者はＣｒｌ〜４
０原子％、Ｃ及びＢの何れか１種を２原子％以上、Ｐ５
原子％以上、Ｃ及びＢの何れか１種とＰとの合計１５〜
３０原子％残部Ｆｅからなる合金を急冷凝固させること
により完全なアモルファス合金とすることのできること
を知見した。

しかるに本発明の研究において、ＣおよびＢを合計で７
〜３５原子％含有させることにより、Ｐが存在しなくて
も完全なアモルファス合金を製造することができること
を新規に知見した。

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。

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。

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５０００ｒｐｍ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、例えば銅板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。

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にガス臣が加
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。

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
ことによって、超高速冷却が与えられてアモルファス合
金となる。

このような方法により、本発明のＦｅ −Ｃｒ −Ｐ系
アモルファス合金は、例えば厚さ０、１ｍｍ、幅約
ＬＯｍｍの長いテープ状線として得られる。

本発明の研究において、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および前記方法により厚さ０
、０５ｍｍ、幅０、５ｍｍの条に作成した。

これらの条につき、機械特性の試験を行なった結果を第
２表に示す。

なお比較のため高Ｃｒ系ステンレス４０５鋼（１３％Ｃ
ｒ、０．２％Ａ［）の機械特性をＮ［１１５に掲げる。

第２表より判る如く、Ｐを含有しないＭ■からＮｔ１１
４の試料は４０５□に比し、強さおよび硬さは著しく優
れており試料中ＣおよびＢを３０原子％と多く含有する
試料では、強さが約４００ｋｇ／ｖｔａ。

硬さが１１００Ｈ■と非常に高く、従来の鋼における最
大強さる持つピアノ線よりはるかに優れている。

第３表は前記第１表に示す本発明の各種合金の結晶化温
度（’Ｃ）を示すが、Ｃｒを含有しないＦｅ−Ｃ−Ｐ系
、およびＦｅ−Ｂ−Ｐ系のアモルファス合金では結晶化
温度は４１０℃位であるのに比し、本発明の合金にあっ
ては、Ｃｒ含有量が多くなると共に上昇し、Ｃｒ４０原
子％では５１０℃に達する。

本発明の合金において成分を限定する理由を以下に述べ
る。

Ｃｒ系アモルファス合金の機械特性、および耐熱性を改
善する効果をもち、■原子％未満ではその効果が小さく
、一方４０原子％を越えると急冷凝固させてもアモルフ
ァス合金を得ることが困難である。

Ｐを含有しない場合Ｃ及びＢを合計で７〜３５原千％と
限定する理由はＣ及びＢの両者の共存はアモルファス状
態となすために必要であり、それぞれ少くとも０．０１
％以上含有させる必要があり両元素の合計量が７原子％
未満においては、急冷凝固させてもアモルファス合金を
得ることができない。

一方Ｃ及びＢの合計を３５原子％よりも多く含有させる
場合はアモルファス合金を得ることができない。

次に本発明の実施例について述べる。

実施例ＩＣ１５原子％、Ｂ１５原子％、Ｃｒ１Ｏ原子％残部Ｆｅ
よりなる配合素材を原料とし前記製造方法によって完全
なアモルファス組織を有する合金を得ることができた。

本合金の機械的枠１”ｌＥのうち降伏強さは３００ｋｇ
／ｍ４．破壊強さは３８０ｋｇ／ｍｒ７を伸びは０．０
２％、硬さくＨＶ）は８７０であり、高Ｃｒ系ステンレ
ス鋼に比し、極めて優れた機械特性を有し、かつ結晶化
温度は４４０℃で優れた耐熱性を有していた。

以上、本発明のＦｅ−Ｃｒ系アモルファス合金は、クロ
ムの添加によって強度が上昇するばかりでなく、シかも
耐熱性も上昇する利点を有する。

一方Ｃ及びＢの添カロはアモルファス合金にするために
必要である。

すなわち本発明の組成範囲で機械的強度の優れたアモル
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
を要求される製品、例えば車輪用タイヤ、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、繊維との混紡用フィラメントな
どの用途に適する。

【図面の簡単な説明】

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。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

【特許請求の範囲】

１原子％として、Ｃｒｌ〜４０％、Ｃ及びＢをそれぞ
れ０．０１％以上、合計で７〜３５％を含有し、残部Ｆ
ｅからなる耐熱性の優れた高力Ｆｅ −Ｃｒ系アモルフ
ァス合金。