JPS61235537A - Nonmagnetic and amorphous high-carbon iron alloy - Google Patents

Nonmagnetic and amorphous high-carbon iron alloy

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JPS61235537A
JPS61235537A JP61074349A JP7434986A JPS61235537A JP S61235537 A JPS61235537 A JP S61235537A JP 61074349 A JP61074349 A JP 61074349A JP 7434986 A JP7434986 A JP 7434986A JP S61235537 A JPS61235537 A JP S61235537A
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Takeshi Masumoto
健 増本
Akihisa Inoue
明久 井上
Shunsuke Arakawa
俊介 荒川
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Research Institute for Iron Steel and Other Metals of Tohoku University
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Abstract

PURPOSE:To easily manufacture the titled iron alloy having high heat resistance, strength and hardness at a low cost by limiting a composition consisting of Fe, Cr, Mo, W and C. CONSTITUTION:This nonmagnetic and amorphous high-carbon iron alloy has a composition represented by a formula FeaCrbMcQd [where M is one or more among Cr, Mo and W, Q is C, a=28-76 atomic%, b<=20% (not including 0%), c=12-26%, d=12-26%, a+b+c+d 100%, and when M is W, b=4-20%]. The alloy has superior heat resistance, high strength and hardness. In the composition, <=4% N may be substituted for part of C, the amount of Cr may be 0%, and <=about 10% one or more among Ta, Mn and V or <=about 5% one or more among Nb, Ti and Zr may be substituted for part of M.

Description

【発明の詳細な説明】 ものである。[Detailed description of the invention] It is something.

通常、固体の金属・合金は結晶状態であるが、液体より
超急冷(冷却速度は合金の組成に依存するが、およそ1
04〜b 液体に類似した周期的原子配列を持たない非結晶構造の
固体が得られる。このような金属を非晶質金属あるいは
アモルファス金属と呼ぶ。一般に、この型の金属は2種
以上の元素からなる合金であり、通常、遷移金属元素と
非金属元素の両者の組合せよりなり、半金属量は約15
〜30原子%程度である。
Normally, solid metals and alloys are in a crystalline state, but they are cooled much more rapidly than liquids (the cooling rate depends on the composition of the alloy, but approximately 1
04-b A solid with an amorphous structure that does not have a periodic atomic arrangement similar to a liquid is obtained. Such metals are called amorphous metals. In general, this type of metal is an alloy of two or more elements, usually a combination of both transition metal elements and non-metallic elements, with a metalloid content of about 15
It is about 30 atomic %.

本発明は、実用的ならびに新規な用途に対し、耐熱性、
強度硬度が高く製造が容易でかつ安価な炭素系非磁性非
晶質鉄合金を提供することを目的とするものである。す
なわち本発明は実質的に下記の式で示される成分組成よ
りなることを特徴とする炭素系非磁性非晶質鉄合金であ
る。
The present invention provides heat resistance,
The object of the present invention is to provide a carbon-based nonmagnetic amorphous iron alloy that has high strength and hardness, is easy to manufacture, and is inexpensive. That is, the present invention is a carbon-based nonmagnetic amorphous iron alloy characterized by having a composition substantially represented by the following formula.

1、  FeaCrbMcQd (式中FeaはFeがa原子%、CrbはCrがb原子
%、Koはcr 、 Mc 、 Wのうちから選ばれる
何れか1種または2種以上がC原子%、喝はCがd原子
多含有されていることを示し、aは28〜76、bは2
0以下(但し零を含まず)、Cは12〜26、dは12
〜26の範囲内にあり、a,b,cおよびdの和は実質
的に100である。但しMがWのみよりなるときは、b
は4〜20の範囲内である。) 2、   F e aO rbMC QdC式中Fea
はFeがa原子%、crbは(Hrがb原子%、Mcは
Cr l Mc 、 Wのうちから選ばれる何れか1種
または2種以上がC原子%、QdはCがd原子多含有さ
れていることを示し、aは28〜76、bは20以下(
但し零は含まず)、Cは12〜26、dは12〜26の
範囲内にあり、a,b,c及びdの和は実質的に100
であり、かつ、Qを構成するCの一部が4原子%以下の
Nで置換されてなるもの。但しMがWのみよりなるとき
は、bは4〜20の範囲内である。) 3、  FeaMcQd (式中FeaはFeがa原子%、MoはMc 、 Wの
うちから選ばれる°何れが1種または2種がC原子%、
QdはCがd原子多含有されていることを示し、aは2
8〜76、Cは12〜26、dは12〜26の範囲内に
あり、a。
1, FeaCrbMcQd (in the formula, Fe is a atomic % of Fe, Crb is Cr is b atomic %, Ko is one or more selected from cr, Mc, and W is C atomic %, and C is C indicates a high content of d atoms, a is 28 to 76, b is 2
0 or less (not including zero), C is 12 to 26, d is 12
~26, and the sum of a, b, c and d is substantially 100. However, when M consists only of W, b
is within the range of 4-20. ) 2, FeaO rbMC QdC formula
, Fe is a atomic %, crb is (Hr is b atomic %, Mc is Cr l Mc , any one or more selected from W is C atomic %, Qd is C containing a large amount of d atoms) a is 28 to 76, b is 20 or less (
However, zero is not included), C is in the range of 12 to 26, d is in the range of 12 to 26, and the sum of a, b, c and d is substantially 100
and a portion of C constituting Q is substituted with 4 atomic % or less of N. However, when M consists only of W, b is within the range of 4 to 20. ) 3, FeaMcQd (In the formula, Fea is Fe selected from a atomic %, Mo is selected from Mc, W, one or both of which are C atomic %,
Qd indicates that C contains many d atoms, and a is 2
8-76, C is in the range of 12-26, d is in the range of 12-26, a.

C及びdの和は実質的に100である。但しMがWのみ
よりなることはない。) 4、  FeaMcQd (式中FeaはFeがa原子%、McはMc,Wのうち
から選ばれる何れか1種または2種がC原子%、Qdは
Cがd原子多含有されていることを示し、aは28〜7
6、Cは12〜26、dは12〜26の範囲内にあり、
a。
The sum of C and d is substantially 100. However, M does not consist only of W. ) 4, FeaMcQd (In the formula, Fe means that Fe is a atomic %, Mc is one or two selected from Mc and W that is C atomic %, and Qd is C that contains a large amount of d atoms. and a is 28 to 7
6, C is in the range of 12 to 26, d is in the range of 12 to 26,
a.

C及びdの和は実質的に100であり、かつ、Qを構成
するCの一部が4原子%以下のNで置換されてなるもの
。但しMがWのみよりなることはない。) 本発明者等は、非金属元素として炭素(またはその一部
を窒素で置換)を含む鉄合金が広い組成範囲で容易に非
晶質化し、しかも強度、硬度、耐食性、耐熱性の点で優
れた特性を持ち、しかも非磁性になることを新規に知見
して、本発明を完成したのである。
The sum of C and d is substantially 100, and a portion of C constituting Q is substituted with 4 atomic % or less of N. However, M does not consist only of W. ) The present inventors have discovered that iron alloys containing carbon as a nonmetallic element (or a portion of it replaced with nitrogen) easily become amorphous over a wide composition range, and that they have excellent strength, hardness, corrosion resistance, and heat resistance. The present invention was completed based on the new finding that it has excellent properties and is non-magnetic.

次に本発明の詳細な説明する。Next, the present invention will be explained in detail.

これまで良く知られている非晶質合金において廉価な合
金は鉄を主体としたものであり、例えばFe80P20
1 F8soBzo + Fe5o PxgBs −F
’e75s115B10F’e75si15plO+ 
ye80p18c7などのように鉄とpp金属元素P 
、 B 、 Si 、 Cとの組合せであった。しかる
に、本発明者らは非晶質化するために必要な添加剤であ
るこれら半金属元素には各々一長一短があることを見出
した。その効果を纏めて第1表に示す。同表中には特性
を◎(優)、○(良)、×(可)でもって評価しである
Among the well-known amorphous alloys, inexpensive ones are mainly iron-based, such as Fe80P20.
1 F8soBzo + Fe5o PxgBs -F
'e75s115B10F'e75si15plO+
Iron and pp metal element P such as ye80p18c7
, B, Si, and C. However, the present inventors have discovered that each of these metalloid elements, which are necessary additives for amorphousization, has advantages and disadvantages. The effects are summarized in Table 1. In the same table, the characteristics are evaluated by ◎ (excellent), ○ (good), and × (fair).

同表より、Geは総ての点で好ましくなく、P!2原料
費、非晶質形成能、耐食性等の性質は良し)が、それら
以外の性質は好ましくない。特に溶解中に有害ガスを発
生し、また加熱中に材料の脆イヒを促進するので問題の
多い元素であ′る。同表中SiおよびBは耐食性を低下
させる作用を有する点で好ましくなく、またBは原料費
が高いとし1う欠点を有する。前記諸元素に対してCは
同表より明ら力)な如く総ての点において好ましい性質
を有する元素であることが判った。
From the same table, Ge is unfavorable in all respects, and P! 2. Properties such as raw material cost, amorphous formation ability, and corrosion resistance are good), but other properties are not desirable. In particular, it is a problematic element because it generates harmful gases during melting and promotes brittleness of the material during heating. In the same table, Si and B are undesirable because they have the effect of lowering corrosion resistance, and B has the disadvantage of high raw material cost. It was found from the same table that C is an element having preferable properties in all respects as shown in the table above.

かくして本発明者等は、非晶質化に寄与する前記半金属
中Cだけを含む非晶質鉄合金につし1て詳細に研究して
本発明を完成したのである。
Thus, the present inventors completed the present invention by conducting detailed research on amorphous iron alloys containing only C in the semimetal, which contributes to amorphization.

一般に、非晶質合金は液体状態から急速に冷却すること
によって得られるが、このために種々の冷却方法が考え
られている。例えば高速回転する1つの円板の外周面上
(第1図(a))また番ま高速にお互に逆回転する2つ
のロールの間(第1図(b))に液体金属を連続に噴出
させて、回転円板または双ロールの表面上で105〜】
06°C/秒程度の速度で急冷凝固させる方法が公知で
ある。
Generally, amorphous alloys are obtained by rapid cooling from a liquid state, and various cooling methods have been considered for this purpose. For example, liquid metal is continuously applied on the outer circumferential surface of one disc rotating at high speed (Fig. 1 (a)) or between two rolls rotating in opposite directions at high speed (Fig. 1 (b)). 105 ~ on the surface of a rotating disk or twin rolls by squirting
A method of rapid solidification at a rate of about 0.6°C/sec is known.

また最近本発明者等が発明した溶融金属から直接幅広薄
情板を製造する方法ならびにその製造装置(特開昭53
−125228号、同53−125229号)を用いる
ことができる。
In addition, the present inventors have recently invented a method for directly manufacturing a wide thin plate from molten metal, and an apparatus for manufacturing the same (Japanese Patent Laid-Open No. 53
-125228, 53-125229) can be used.

本発明の非晶質鉄合金も同様に液体状態から急速に冷却
することによって得ることができ、上記の諸方法によっ
て線または板状の本発明の非晶質合金を製造することが
できる。また、高圧ガス(窒素、アルゴンガスなど)に
より液体金属を吹き飛ばし、対向する冷却用鋼板上で微
粉状に急冷凝固させる例えばアトマイザ−などにより数
μm〜数10μm程度の非晶質合金粉末を製造すること
ができ、この合金は半金属としてCを、あるいはCの一
部の代替として4原子%以下のNで置換することもでき
、したがって従来の非晶質合金に較べて安価であるばか
りでなく、製造が容易であるため本発明の炭素系非晶質
鉄合金よりなる粉末、線、あるいは板を工業的規模で製
造することができる点において極めて有利である。なお
本発明合金にあっては通常の工業材料中に存在する程度
の不純物、例えばP 、 Si + As 、 S 、
 Sb + Zn +Cu 、 Ajなどが小量台まれ
ても本発明の目的を達成することができる。またMの一
部を10原子%以下のV 、 Ta 、 In 、また
は5原子%以下のWb 。
The amorphous iron alloy of the present invention can also be obtained by rapid cooling from a liquid state, and the amorphous alloy of the present invention in the form of a wire or plate can be produced by the above-mentioned methods. In addition, the liquid metal is blown off with high pressure gas (nitrogen, argon gas, etc.) and rapidly solidified into a fine powder on an opposing cooling steel plate. For example, an amorphous alloy powder with a size of several μm to several tens of μm is produced using an atomizer or the like. This alloy can also be substituted with C as a semimetal, or with up to 4 atomic percent N as a partial replacement for C, and is therefore not only cheaper than conventional amorphous alloys, but also Since it is easy to manufacture, it is extremely advantageous in that powders, wires, or plates made of the carbon-based amorphous iron alloy of the present invention can be manufactured on an industrial scale. The alloy of the present invention does not contain impurities present in ordinary industrial materials, such as P, Si + As, S,
Even if a small amount of Sb + Zn + Cu, Aj, etc. is used, the object of the present invention can be achieved. Further, a part of M is 10 atomic % or less of V, Ta, In, or 5 atomic % or less of Wb.

Ti 、 Zrを含ませても本発明の目的を達成するこ
とができる。
Even if Ti and Zr are included, the object of the present invention can be achieved.

本発明の非晶質鉄合金は成分組成上から下記の諸グルー
プに大別することができる。
The amorphous iron alloy of the present invention can be roughly classified into the following groups based on its composition.

(a)  Fe −0r−C(N) (b)  Fe −Mc−0(N) (c)  Fe −Cr −No −C(N)(d) 
 Fe −Cr −W −C(N)(e)  Fe −
No −W −C(N)(f)  Fe −Cr −M
c−W −C(N)次は本発明において、成分組成を限
定する理由を説明する。
(a) Fe -0r-C(N) (b) Fe -Mc-0(N) (c) Fe -Cr -No -C(N) (d)
Fe −Cr −W −C(N)(e) Fe −
No −W −C(N)(f) Fe −Cr −M
c-W-C(N) Next, the reason for limiting the component composition in the present invention will be explained.

Feが28原子%より少ないと非晶質合金を得ることが
困難であり、また76原子%より多いと非磁性でなくな
るので11は28〜76原子%の範囲内にする必要があ
る。
If Fe is less than 28 atom %, it is difficult to obtain an amorphous alloy, and if it is more than 76 atom %, it is no longer nonmagnetic, so 11 must be within the range of 28 to 76 atom %.

Qは】2原子%より少ないか、あるいは26原子%より
多いと非晶質合金を得ることが困ばであるのでQは12
〜26原子%の範囲内にする必要がある。
If Q is less than 2 atomic % or more than 26 atomic %, it will be difficult to obtain an amorphous alloy, so Q is 12.
It is necessary to keep it within the range of ~26 at.%.

CrbMcのbが0〜20、Cが12〜26の範囲外で
は非磁性が失われ、強磁性となるので、CrbMcのす
、cはそれぞれ0〜20.12〜26の範囲内にする必
要がある。またKがWのみよりなるときは、bが4より
少ないと性質が劣化し、一方20より多いと非晶質化す
ることが困難であるので、bは4〜20の範囲内にする
必要がある。
If b of CrbMc is outside the range of 0 to 20 and C is outside the range of 12 to 26, nonmagnetism is lost and it becomes ferromagnetic, so it is necessary that the values of b and c of CrbMc be within the range of 0 to 20.12 to 26, respectively. be. Furthermore, when K consists only of W, if b is less than 4, the properties will deteriorate, while if it is more than 20, it will be difficult to make it amorphous, so b must be within the range of 4 to 20. be.

またMの一部をV 、 Ta 、 Inで置換する場合
、V 、 Ta 、 Knの何れか1111または2種
以上が10原子%より多いときは、あるいはMの一部を
Nb 。
Further, when a part of M is replaced with V, Ta, or In, when any one or more of V, Ta, and Kn is more than 10 atomic %, or a part of M is replaced with Nb.

Ti 、 Zrで置換する場合Nb 、 Ti 、 Z
rの何れか1種または2種以上が5原子%より多いとき
は非晶質合金を得ることが困難であるのでV 、 Ta
 。
When replacing with Ti, Zr, Nb, Ti, Z
It is difficult to obtain an amorphous alloy when one or more of r is more than 5 atomic %, so V, Ta
.

Mn0群は10原子%以下、Nb # Ti * zr
 ノ群は5原子%以下にそれぞれすることが好適である
Mn0 group is 10 atomic % or less, Nb # Ti * zr
It is preferable that the content of each group is 5 atomic % or less.

またQの一部をHで置換する場合Nが4原子%よ′り多
いと急冷凝固時にNが合金組織中に気泡として析出し、
合金の形状が悪化し、機械的強度が低下するのでNは橿
原子%以下にすることが有利である。
In addition, when a part of Q is replaced with H, if the N content exceeds 4 atomic %, N will precipitate as bubbles in the alloy structure during rapid solidification.
Since the shape of the alloy deteriorates and the mechanical strength decreases, it is advantageous to reduce the amount of N to less than 1 atomic %.

次に本発明の非晶質鉄合金の成分組成と結晶化温度Tx
(”C) 、硬さHv(DPN)および破壊強度(If
 (J19/謡2)とを第2表に示す。なお供試の非晶
質合金は第1図(a)に示す片ロール法により厚さ0.
05露、幅2謡のリボン状としたものである。但し結晶
化温度Txは5°C/分で加熱した示差熱量曲線におけ
る最初の発熱ピーク開始温度であり、Hvは50g荷重
の微小ビッカース硬度計の測定値である。表中−は未測
定である。
Next, the composition and crystallization temperature Tx of the amorphous iron alloy of the present invention
(''C), hardness Hv (DPN) and breaking strength (If
(J19/Utai 2) are shown in Table 2. The sample amorphous alloy was rolled to a thickness of 0.0 mm by the single roll method shown in Figure 1(a).
It is in the shape of a ribbon with a length of 0.5 dew and a width of 2 songs. However, the crystallization temperature Tx is the temperature at which the first exothermic peak starts in the differential calorific value curve heated at 5° C./min, and Hv is the value measured by a micro Vickers hardness tester with a load of 50 g. - in the table means not measured.

第2表 一般に非晶質合金は加熱することにより結晶化し、非晶
質合金の特徴である延性および靭性を失なうと共にその
他の優れた特性も劣化するので、結晶化温度(TX)が
高い合金であることが実用上有利である。本発明の非晶
質台°金のTXは第2表に見る如く大部分大凡450〜
650°Cの範囲内であり、Cr 、 No 、 W 
、 V 、 Ta 、 Mnの含有量の増加と共にTx
が上昇する傾向にあることが判り、したがって本発明合
金は高いTxを有し、熱に対して安定な合金であること
がわかる。また硬さくHV)および破壊強度(af)は
それぞれ900〜1100DPNおよびaoo〜400
A9/鵡2であり、Cr 、 Mo + W + V 
* Ta 、 Mnの含有量の増加と共に何れも上昇す
る。これらの値は従来知られている最高値(Fe−B系
合金の場合HV−1100DPN 、 af−3a O
ki/Mm” )と同等またはそれ以上であり、優れた
硬さと強さを有することが判る。すなわち第2表中(c
 ) Fe −Mo −0系において硬さが10000
PN以上で、かつ結晶化温度が600°Cを越え、さら
に破壊強度が4ookg/l1l12に達するものがあ
る。
Table 2 In general, amorphous alloys crystallize when heated and lose their characteristic ductility and toughness, as well as deteriorating other excellent properties, so their crystallization temperature (TX) is high. It is practically advantageous to use an alloy. As shown in Table 2, the TX of the amorphous base metal of the present invention is approximately 450~
Within the range of 650°C, Cr, No, W
, Tx with increasing content of V, Ta, Mn
It can be seen that there is a tendency to increase, and therefore, it can be seen that the alloy of the present invention has a high Tx and is a stable alloy against heat. In addition, the hardness HV) and breaking strength (af) are 900~1100DPN and aoo~400DPN, respectively.
A9/Parrot 2, Cr, Mo + W + V
* Both of Ta and Mn increase as the content increases. These values are the highest values conventionally known (for Fe-B alloys, HV-1100DPN, af-3a O
ki/Mm"), which indicates that it has excellent hardness and strength. In other words, in Table 2, (c
) Hardness is 10000 in Fe-Mo-0 system
There are some that are PN or higher, have a crystallization temperature of over 600°C, and have a breaking strength of 4ookg/l1l12.

また上記合金組成中Mの一部が10原子%以下のTa 
、 In 、 Vからなる群のうちから選ばれる何れか
1種または2種以上の元素、または5原子%以下のNb
 、 Ti 、 Zrからなる群のうちから選ばれる何
れか1種または2種以上の元素、あるいはまた上記2つ
の群のうちのそれぞれの少なくとも1種の元素との組合
せを含む合金も高強度、高硬度、高結晶化温度を有する
ことを知見した。
In addition, a part of M in the above alloy composition is 10 atomic % or less of Ta.
, In, and any one or more elements selected from the group consisting of V, or 5 atomic % or less of Nb
An alloy containing one or more elements selected from the group consisting of , Ti, and Zr, or a combination with at least one element from each of the above two groups also has high strength and high It was found that it has hardness and high crystallization temperature.

また一般に非結晶質鉄合金は結晶化温度より低温域でも
脆化してしまう欠点のあることが知られている。本発明
者等の研究によれば、前記非晶質鉄合金の脆化現象はそ
の合金中に含有される半金属元素の含有量、と種類に大
きく依存することを知見した。種々の半金属元素を含む
非晶質鉄合金と本発明のCを含む非晶質鉄合金との脆化
温度を比較した結果を第3表に示す。
Furthermore, it is generally known that amorphous iron alloys have the drawback of becoming brittle even at temperatures lower than the crystallization temperature. According to research conducted by the present inventors, it has been found that the embrittlement phenomenon of the amorphous iron alloy greatly depends on the content and type of metalloid elements contained in the alloy. Table 3 shows the results of comparing the embrittlement temperatures of amorphous iron alloys containing various metalloid elements and the C-containing amorphous iron alloy of the present invention.

同表に示す脆化温度は各温度で30分間加熱した際に1
80°曲げが可能な温度を示し、この温度が高い程脆化
傾向が小さいことを意味する。同表に見るように本発明
合金の大部分は、Fe80P20合金よりもより高い脆
化温度を持ち、脆化し難く、従来脆化し難い合金として
知られているFe80B20合金にほぼ匹敵する脆化温
度を有する。このような性質は熱処理や製造中の昇温に
よっても脆化し難いので有利である。
The embrittlement temperature shown in the same table is 1 when heated for 30 minutes at each temperature.
It indicates the temperature at which 80° bending is possible, and the higher the temperature, the smaller the tendency to embrittle. As shown in the table, most of the alloys of the present invention have a higher embrittlement temperature than the Fe80P20 alloy, and are less likely to become brittle, and have an embrittlement temperature almost comparable to the Fe80B20 alloy, which is conventionally known as an alloy that does not easily become brittle. have Such properties are advantageous because they do not easily become brittle even when subjected to heat treatment or temperature elevation during manufacturing.

本発明者等は非晶質合金の非晶質化能ならびに合金特性
の点でN(窒素)はCとほぼ同じ作用効果を有し、本発
明の合金組成中Cの1部をNで置換することのできるこ
とを知見した。すなわち本発明合金のQを構成するCの
一部を4原子%以下のNで置換することができる。しか
しNはガス元素であるため溶融状態の合金の平衡吸収量
以上添加すると、急冷凝固に合金組織中に気泡として析
出し、合金の形状を悪化させ、機械的強度を低下させる
ので、Nは福原子%より多く添加することは不利である
。第4表に窒素を含む非晶質合金について、その成分組
成ならびに緒特性を例示するdまた、本発明の非晶質合
金は特に耐食性が優れていることを新規に知見した。第
5表は第1図(b)の双ロール法によって作った厚さQ
、Q511111、幅211247) !J ホン状合
金をINH2So、 、 INHC/ 。
The present inventors believe that N (nitrogen) has almost the same effect as C in terms of the ability to amorphize an amorphous alloy and the alloy properties, and that a part of C in the alloy composition of the present invention is replaced with N. I found out what I can do. That is, a part of C constituting Q of the alloy of the present invention can be replaced with N of 4 atomic % or less. However, since N is a gas element, if it is added in excess of the equilibrium absorption amount of the molten alloy, it will precipitate as bubbles in the alloy structure during rapid solidification, deteriorating the shape of the alloy and reducing its mechanical strength. It is disadvantageous to add more than atomic percent. Table 4 shows the composition and properties of nitrogen-containing amorphous alloys.It has also been newly discovered that the amorphous alloy of the present invention has particularly excellent corrosion resistance. Table 5 shows the thickness Q made by the twin roll method in Figure 1(b).
, Q511111, width 211247)! J Hong-like alloy INH2So, , INHC/.

lNNaO7の30°C水溶液中で1週間浸漬腐食試験
な0背なった結果である。
These are the results of a one-week immersion corrosion test in a 30°C aqueous solution of INNaO7.

第5表 腐食試験結果 比較のために市販の13%Cr鋼、18−8ステンレス
鋼(Al5I s O4!l)、17−14−2.5M
cステンレスw1(A工s工316Lwl)についても
同様の試験を行なった。
Table 5 Commercially available 13% Cr steel, 18-8 stainless steel (Al5I s O4!l), 17-14-2.5M for comparison of corrosion test results
A similar test was also conducted on C stainless steel w1 (A engineering s engineering 316Lwl).

同表に見るように、総ての溶液に対して本発明の非晶質
鉄合金は市販材より優れた耐食性を示している。
As shown in the table, the amorphous iron alloy of the present invention exhibits superior corrosion resistance to commercially available materials in all solutions.

以上の結果から判るように本発明の非晶質合金は市販の
高級ステンレス鋼と比較して耐食性が103〜lO5倍
も優れた画期的な高耐食材料であり、厳しい腐食性雰囲
気中で使用する線や板材部品に利用することが可能であ
る。
As can be seen from the above results, the amorphous alloy of the present invention is a revolutionary highly corrosion-resistant material with corrosion resistance 103 to 5 times better than commercially available high-grade stainless steel, and can be used in severe corrosive atmospheres. It can be used for wires and plate parts.

一方前記合金成分組成範囲と同一成分組成範囲を有する
従来の結晶質合金は強磁性を有する。このように同一成
分組成でありながら非晶質合金は非磁性であり、一方路
晶質合金は強磁性であることの原因は非晶質合金にあっ
てはキューリ一温度が常温以下となるためであることを
本発明者等は新規に知見した。したがってこの合金は磁
場の影響を好まない部品材料、例えば時計、精密測定機
器等用の部品材料として好適である。
On the other hand, conventional crystalline alloys having the same composition range as the alloy composition range have ferromagnetism. Despite having the same composition, amorphous alloys are non-magnetic, while crystalline alloys are ferromagnetic.The reason for this is that the Curie temperature of amorphous alloys is below room temperature. The present inventors have newly discovered that. Therefore, this alloy is suitable as a component material that is not affected by magnetic fields, such as a component material for watches, precision measuring instruments, etc.

次に本発明の非晶質合金の用途例における物性試験した
例を示す。
Next, an example of physical property testing for an application example of the amorphous alloy of the present invention will be shown.

例  1 市販金属材料において非磁性でしかも高強度左延性を持
つ合金は今のところほとんど無い。例えば強磁性の鉄鋼
材料を非磁性にするためには多量のクロムを合金化する
か、またはニッケルやマンガンを合金化してオーステナ
イト相にすることによって達せられる。現在、有用な非
磁性合金は約30%ニッケル以上を含むFe −Ni合
金であるが、この合金の強度はせいぜい80 kg/ 
mm”程度である。これに対して、本発明の合金は約3
0o〜400に97m”の破壊強度と靭性を兼ねそなえ
た非磁性材料であり、この性能に適した物品の材料とし
て使用することができる。例えば、カメラ用の絞りやシ
ャッター材は非磁性でしかも耐摩耗性を有しなければな
らないが、現在、アルミニウム合金などが使われている
。この用途に対し、本発明のFe72Cr1gCI6合
金分双ロール法によりefJ s ” s厚み0.05
saaの板材とし、パンチングにより絞り翼を打抜き、
応用した結果、外界の磁場によるトラブルもなく、シか
も耐摩耗性は従来のAl系合金翼の約1000倍以上も
あり、絞り翼の寿命を格段に増加させることができた。
Example 1 Currently, there are almost no alloys available on the market that are non-magnetic and have high strength and left-ductility. For example, a ferromagnetic steel material can be made non-magnetic by alloying it with a large amount of chromium, or by alloying it with nickel or manganese to form an austenitic phase. Currently, a useful non-magnetic alloy is an Fe-Ni alloy containing about 30% or more nickel, but the strength of this alloy is at most 80 kg/
In contrast, the alloy of the present invention has a diameter of about 3 mm.
It is a non-magnetic material that has both fracture strength and toughness of 97 m'' at 0o~400, and can be used as a material for articles suitable for this performance.For example, apertures and shutter materials for cameras are non-magnetic and Currently, aluminum alloys and the like are used, which must have wear resistance.For this purpose, the Fe72Cr1gCI6 alloy split roll method of the present invention is used to produce efJs''s thickness of 0.05.
Use the SAA plate material and punch out the aperture blades.
As a result of its application, there were no problems caused by external magnetic fields, and the wear resistance was approximately 1,000 times higher than that of conventional Al alloy blades, significantly increasing the lifespan of the aperture blades.

1 また、特殊な用途としてリレーライン材があるdFe7
zCr工、C06合金線を用いて超音波減衰を測定した
結果dB / cmが約O,OSであり、従来最も良い
性能を有するとして知られている石英ガラスの0.06
と同等であり、しかもガラスのように脆くないという特
徴を有する。一方、従来のリレーライン用金属材料とし
てFe −Ni糸エリンバ−合金が多く使われているが
、dB/cmが約10と高い。
1 In addition, dFe7 is available as a relay line material for special purposes.
As a result of measuring ultrasonic attenuation using zCr and C06 alloy wires, the dB/cm was approximately O.
It has the same characteristics as glass, and is not as brittle as glass. On the other hand, Fe-Ni thread Elinvar alloy is often used as a conventional metal material for relay lines, but its dB/cm is as high as about 10.

したがって、本発明の合金はリレーライン用材料として
有利に使用することができる。
Therefore, the alloy of the present invention can be advantageously used as a material for relay lines.

以上本発明合金は、硬さおよび強さが大きく、疲労限も
優れ、耐食性に優れ、非磁性とすることもでき、その上
従来の非晶質合金に比し、安価でかつ製造が容易である
等の数々の特徴を有し、多方面での使用が期待される。
As described above, the alloy of the present invention has high hardness and strength, excellent fatigue limit, excellent corrosion resistance, can be made non-magnetic, and is also cheaper and easier to manufacture than conventional amorphous alloys. It has a number of features such as, and is expected to be used in many fields.

本発明の合金は用途により粉末、線あるいは板に製造す
ることができる。
The alloy of the present invention can be manufactured into powder, wire or plate depending on the purpose.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)、(b)はそれぞれ溶融合金を急冷するこ
とによる非晶質合金の製造装置の原理図である。 】・・・溶融金属 2・・・急冷U固した非晶質合金の義あるいは板3・・
・冷却用円板 4・・・ロール 特許出願人 東北大学金属材料研究所長第1 (a) 因 ζb)
FIGS. 1(a) and 1(b) are diagrams showing the principle of an apparatus for producing an amorphous alloy by rapidly cooling a molten alloy. ]... Molten metal 2... Rapidly cooled U solidified amorphous alloy or plate 3...
・Cooling disk 4...Roll Patent applicant: Tohoku University Research Institute for Metals and Materials Research Director No. 1 (a) ζb)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、下記の式で示される成分組成よりなる炭素系非磁性
非晶質鉄合金。 Fe_aCr_bM_cQ_d (式中Fe_aはFeがa原子%、Cr_bはCrがb
原子%、M_cはCr、Mo、Wのうちから選ばれる何
れか1種または2種以上がc原子%、Q_dはCがd原
子%含有されていることを示し、aは28〜76、bは
20以下(但し零は含まず)、cは12〜26、dは1
2〜26の範囲内にあり、a、b、c及びdの和は実質
的に100である。但しMがWのみよりなるときは、b
は4〜20の範囲内である。 2、下記の式で示される成分組成よりなる炭素系非磁性
非晶質鉄合金。 Fe_aCr_bM_cQ_d (式中Fe_aはFeがa原子%、Cr_bはCrがb
原子%、M_cはCr、Mo、Wのうちから選ばれる何
れか1種または2種以上がc原子%、Q_dはCがd原
子%含有されていることを示し、aは28〜76、bは
20以下(但し零は含まず)、cは12〜26、dは1
2〜26の範囲内にあり、a、b、c及びdの和は実質
的に100であり、かつ、Qを構成するCの一部が4原
子%以下のNで置換されてなるもの。但しMがWのみよ
りなるときは、bは4〜20の範囲内である。) 3、下記の式で示される成分組成よりなる炭素系非磁性
非晶質鉄合金。 Fe_aM_cQ_d (式中FeaはFeがa原子%、M_cはMo、Wのう
ちから選ばれる何れか1種または2種がc原子%、Q_
dはCがd原子%含有されていることを示し、aは28
〜76、cは12〜26、dは12〜26の範囲内にあ
り、a、c及びdの和は実質的に100である。但しK
がWのみよりなることはない。) 4、下記の式で示される成分組成よりなる炭素系非磁性
非晶質鉄合金。 Fe_aM_cQ_d (式中Fe_aはFeがa原子%、M_cはMo、Wの
うちから選ばれる何れか1種または2種がc原子%、Q
_dはCがd原子%含有されていることを示し、aは2
8〜76、cは12〜26、dは12〜26の範囲内に
あり、a、c及びdの和は実質的に100であり、かつ
、Qを構成するCの一部が4原子%以下のNで置換され
てなるもの。但しMがWのみよりなることはない。)
[Claims] 1. A carbon-based non-magnetic amorphous iron alloy having a composition represented by the following formula. Fe_aCr_bM_cQ_d (In the formula, Fe_a is Fe at a atomic %, Cr_b is Cr at b
atomic %, M_c indicates that one or more selected from Cr, Mo, and W are contained in c atomic %, Q_d indicates that C is contained in d atomic %, a is 28 to 76, b is 20 or less (not including zero), c is 12-26, d is 1
2 to 26, and the sum of a, b, c and d is substantially 100. However, when M consists only of W, b
is within the range of 4-20. 2. A carbon-based non-magnetic amorphous iron alloy having a composition represented by the following formula. Fe_aCr_bM_cQ_d (In the formula, Fe_a is Fe at a atomic %, Cr_b is Cr at b
atomic %, M_c indicates that one or more selected from Cr, Mo, and W are contained in c atomic %, Q_d indicates that C is contained in d atomic %, a is 28 to 76, b is 20 or less (not including zero), c is 12-26, d is 1
2 to 26, the sum of a, b, c and d is substantially 100, and a portion of C constituting Q is substituted with 4 atomic % or less of N. However, when M consists only of W, b is within the range of 4 to 20. ) 3. A carbon-based non-magnetic amorphous iron alloy having a composition represented by the following formula. Fe_aM_cQ_d (In the formula, Fe is a atomic % of Fe, M_c is c atomic % of one or two selected from Mo and W, and Q_
d indicates that C is contained in d atomic percent, and a is 28
~76, c is in the range 12-26, d is in the range 12-26, and the sum of a, c and d is substantially 100. However, K
cannot consist only of W. ) 4. A carbon-based non-magnetic amorphous iron alloy having a composition represented by the following formula. Fe_aM_cQ_d (In the formula, Fe_a is Fe in a atomic %, M_c is one or two selected from Mo and W in c atomic %, Q
_d indicates that C is contained in d atomic percent, and a is 2
8 to 76, c is in the range of 12 to 26, d is in the range of 12 to 26, the sum of a, c and d is substantially 100, and a part of C constituting Q is 4 atomic % Substituted with the following N. However, M does not consist only of W. )
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