JPS61235538A - 高強度、高硬度、高結晶化温度、高脆化温度を有する炭素系非晶質鉄合金 - Google Patents
高強度、高硬度、高結晶化温度、高脆化温度を有する炭素系非晶質鉄合金Info
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- JPS61235538A JPS61235538A JP7435086A JP7435086A JPS61235538A JP S61235538 A JPS61235538 A JP S61235538A JP 7435086 A JP7435086 A JP 7435086A JP 7435086 A JP7435086 A JP 7435086A JP S61235538 A JPS61235538 A JP S61235538A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高強度、高硬度、高結晶化温度を有し、かつ
脆化抵抗に優れた炭素系非晶質鉄合金に関するものであ
る。
脆化抵抗に優れた炭素系非晶質鉄合金に関するものであ
る。
通常、固体の金属・合金は結晶状態であるが、液、体よ
シ超急冷（冷却速度は合金の組成に依存するが、およそ
１０−１０ ℃／秒である）すれば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株以上の元素からなる
合金であシ、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１５〜３ｏ原子チ程度で
ある。
シ超急冷（冷却速度は合金の組成に依存するが、およそ
１０−１０ ℃／秒である）すれば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株以上の元素からなる
合金であシ、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１５〜３ｏ原子チ程度で
ある。
また本発明者等は先に高強度、耐疲労、耐全面腐食、耐
孔食、耐隙間腐食、耐応力腐食割れ、耐水素脆性用アモ
ルファス鉄合金（特開昭５１−４０１７号）を発明し特
許出願した。この合金は下記の成分組成の合金である。
孔食、耐隙間腐食、耐応力腐食割れ、耐水素脆性用アモ
ルファス鉄合金（特開昭５１−４０１７号）を発明し特
許出願した。この合金は下記の成分組成の合金である。
原子チとして、Ｏｒ １〜４０％と、Ｐ、ｃおよびＢの
うち何れか１種または２種以上７〜３５％を主成分とし
て含み、かつ副成分として、（１） Ｎ＝およびＣＯ
の伺れがｌ徨または２種０．０１〜４０ ％、 （２） Ｍｏ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｔ、Ｐｔ、Ｍｎ
およびＰｄの何れか１種または２種以上０．０１〜２０
％、（８） Ｖ 、 Ｎｂ 、 Ｔａ 、 Ｗ 、
ＧｅおよびＢｅの何れか１種または２種以上０．０１〜
１０％、（４） Ａｕ、 Ｃｕ、 Ｚｎ、 Ｃｄ、
Ｓｎ、 Ａｓ、 Ｓｂ、 ＢｉおよびＳの何れか１種ま
たは２種以上０．０１〜５ ％、 の群のうちから選ばれた何れか１群または２群以上を合
計社で０．０１〜７５％を含有し、残部は実質的にＦｅ
の組成からなる高強度、耐疲労、耐全面腐食、耐孔食、
耐隙間腐食、耐応力腐食割れ、耐水素脆性用アモルファ
ス鉄合金。
うち何れか１種または２種以上７〜３５％を主成分とし
て含み、かつ副成分として、（１） Ｎ＝およびＣＯ
の伺れがｌ徨または２種０．０１〜４０ ％、 （２） Ｍｏ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｔ、Ｐｔ、Ｍｎ
およびＰｄの何れか１種または２種以上０．０１〜２０
％、（８） Ｖ 、 Ｎｂ 、 Ｔａ 、 Ｗ 、
ＧｅおよびＢｅの何れか１種または２種以上０．０１〜
１０％、（４） Ａｕ、 Ｃｕ、 Ｚｎ、 Ｃｄ、
Ｓｎ、 Ａｓ、 Ｓｂ、 ＢｉおよびＳの何れか１種ま
たは２種以上０．０１〜５ ％、 の群のうちから選ばれた何れか１群または２群以上を合
計社で０．０１〜７５％を含有し、残部は実質的にＦｅ
の組成からなる高強度、耐疲労、耐全面腐食、耐孔食、
耐隙間腐食、耐応力腐食割れ、耐水素脆性用アモルファ
ス鉄合金。
上記特開昭５１−４０１７号の非晶質合金はクロムの添
加によシ強度および耐熱性を向上させるとともに優れた
耐食性を賦与させた新規な合金であった。また、特筆す
べきは、これらの合金が耐食性の点で新規な特性を有し
、全面腐食に対して強いばかシでなく、現用ステンレス
鋼（８０４鋼、８１６鋼など）では避けることができな
い孔食、隙間腐食、応力腐食割れに対しても大きな抵抗
を有するという優れた特徴があった。しかし、これらの
合金において、その成分組成が広範に亘っているため、
実用的ならびに新規な用途に対して耐熱性が高く、硬度
ならびに強度が高く、かつ脆化温度が高いという諸特性
を保持する範囲内で製造が容易であり、かつ安価である
成分組成範囲については従来知られていなかった。
加によシ強度および耐熱性を向上させるとともに優れた
耐食性を賦与させた新規な合金であった。また、特筆す
べきは、これらの合金が耐食性の点で新規な特性を有し
、全面腐食に対して強いばかシでなく、現用ステンレス
鋼（８０４鋼、８１６鋼など）では避けることができな
い孔食、隙間腐食、応力腐食割れに対しても大きな抵抗
を有するという優れた特徴があった。しかし、これらの
合金において、その成分組成が広範に亘っているため、
実用的ならびに新規な用途に対して耐熱性が高く、硬度
ならびに強度が高く、かつ脆化温度が高いという諸特性
を保持する範囲内で製造が容易であり、かつ安価である
成分組成範囲については従来知られていなかった。
本発明は、高強度、高硬度、高結晶化温度および高脆化
温度の諸特性を有しながら、製造が容易でかつ安価な炭
素系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高強度、高硬度、
高結晶化温度および高脆化温度を有する非晶質鉄合金で
ある。
温度の諸特性を有しながら、製造が容易でかつ安価な炭
素系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高強度、高硬度、
高結晶化温度および高脆化温度を有する非晶質鉄合金で
ある。
１、 Ｆ ｅ ａ Ｃｒ ｂＭ ｃ Ｑ ｄ（式中Ｆ
ｅａはＦｅがａ原子％、ＣｒｂはＯｒがｂ原子％、Ｍｏ
はＯｒ、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％、ＱｄはＣがｄ原子多含有されてい
ることを示し、ａは２８〜８２、ｂは２０以下（但し零
を含まず）、Ｃは４〜２６、ｄは１５〜２６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、ｂＦｉ４〜２０の範
囲内である。）２、 Ｆｅａ’ｃＱｄ （式中ＦｅａはＦｅがａ原子％、ＭｏはＭＯ，Ｗ＋７）
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原子多含有されていることを示し、ａは２８
〜８２、Ｃは４〜２６、ｄは１５〜２６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
素として炭素のみ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
優れた特性を持つことを新規に知見して、本発明を完成
したのである。
ｅａはＦｅがａ原子％、ＣｒｂはＯｒがｂ原子％、Ｍｏ
はＯｒ、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％、ＱｄはＣがｄ原子多含有されてい
ることを示し、ａは２８〜８２、ｂは２０以下（但し零
を含まず）、Ｃは４〜２６、ｄは１５〜２６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、ｂＦｉ４〜２０の範
囲内である。）２、 Ｆｅａ’ｃＱｄ （式中ＦｅａはＦｅがａ原子％、ＭｏはＭＯ，Ｗ＋７）
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原子多含有されていることを示し、ａは２８
〜８２、Ｃは４〜２６、ｄは１５〜２６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
素として炭素のみ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
優れた特性を持つことを新規に知見して、本発明を完成
したのである。
次に本発明の詳細な説明する。
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アシ、例えばＦｅ Ｐ
、 Ｆｅ Ｂ ＸＦｅ８ｏＰ□２Ｂ８．Ｆｅ Ｓ
ｉ Ｂ Ｆｅ Ｓｉ Ｐ 、 Ｆｅ８ｏＰ
１３Ｃ７７５１５１０’ ７５ １５１０
彦どのように鉄と非金属元素の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。その効果を纒めて第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。
金は鉄を主体としたものでアシ、例えばＦｅ Ｐ
、 Ｆｅ Ｂ ＸＦｅ８ｏＰ□２Ｂ８．Ｆｅ Ｓ
ｉ Ｂ Ｆｅ Ｓｉ Ｐ 、 Ｆｅ８ｏＰ
１３Ｃ７７５１５１０’ ７５ １５１０
彦どのように鉄と非金属元素の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。その効果を纒めて第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。
同表より、Ｇｅは総ての点で好ましくなく、Ｐは原料費
、非晶質形成能、耐食性等の性質は良いが、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化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
いう欠点を有する。前記諸元素に対してＣは同表より明
うか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。
、非晶質形成能、耐食性等の性質は良いが、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化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
いう欠点を有する。前記諸元素に対してＣは同表より明
うか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。
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いて詳細に研究して本
発明を完成したのである。
中Ｃだけを含む非晶質鉄合金について詳細に研究して本
発明を完成したのである。
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））または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〜ｂ 冷凝固させる方法が公知である。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帯板を製造する方法な
らびにその製造装置（％開昭５８−１２５２２８号、同
５３−１２５２２９号）を用いることができる。
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））または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〜ｂ 冷凝固させる方法が公知である。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帯板を製造する方法な
らびにその製造装置（％開昭５８−１２５２２８号、同
５３−１２５２２９号）を用いることができる。
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−々どにより数
μｍ〜数１０μｍ程閲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のみから彦り、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、あるいは仮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、
Ａｔなどが小ｌ含まれても本発明の目的を達成すること
ができる。
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−々どにより数
μｍ〜数１０μｍ程閲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のみから彦り、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、あるいは仮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、
Ａｔなどが小ｌ含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原子チ以下のＶ、 Ｔａ、 Ｍｎ、
または５原子チ以下のＮｂ、 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。
または５原子チ以下のＮｂ、 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。
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。
プに大別することができる。
（ａ） Ｆｅ−０ｒ−Ｃ
（ｂ） Ｆｅ−Ｍｏ−Ｃ
（ｃ） Ｆｅ−Ｏｒ−ＭｏＦｅ−
０ｒ−Ｆｅ−０ｒ−Ｗ−Ｃ
（ｅ） Ｆｅ−Ｎｏ−Ｗ−Ｃ
（ｆ） Ｆｅ−Ｏｒ−Ｆｅ−０ｒ−
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。
る。
Ｆｅが２８原子チより少々いか、あるいは８２原子チよ
り多いと非晶質合金を容易に得ることが困難であるので
Ｆｅは２８〜８２原子チの範囲内にする必要がある。
り多いと非晶質合金を容易に得ることが困難であるので
Ｆｅは２８〜８２原子チの範囲内にする必要がある。
Ｑは１５原子チより少ないか、あるいは２６原子チより
多いと非晶質合金を容易に得ることが困難であるのでＱ
は１５〜２６原子−の範囲内にする必要がある。
多いと非晶質合金を容易に得ることが困難であるのでＱ
は１５〜２６原子−の範囲内にする必要がある。
Ｃｒ ｂＭ Ｃのｂが０〜２０、Ｃが４〜２６の範囲外
では非晶質合金を得ることが困難であるので、ＣｒｂＭ
ｏのす、ｃはそれぞれ０〜２０．４〜２６の範囲内にす
る必要がある。またＭ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。
では非晶質合金を得ることが困難であるので、ＣｒｂＭ
ｏのす、ｃはそれぞれ０〜２０．４〜２６の範囲内にす
る必要がある。またＭ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。
またＭの一部をＶ、Ｔａ、Ｉｎで１換する場合、ｖ、’
ｒａ、Ｍｎの何れかＩｆｆまたは２ｆｉ以上がｌＯ原原
子上り多いときは、あるいはＭの一部をＮｂ。
ｒａ、Ｍｎの何れかＩｆｆまたは２ｆｉ以上がｌＯ原原
子上り多いときは、あるいはＭの一部をＮｂ。
Ｔｉ、Ｚｒで置換する場合Ｎｂ、 Ｔｉ、 Ｚｒの何れ
か１種または２種以上が５原子チ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。
か１種または２種以上が５原子チ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。
Ｍｎ１７）群は１０原子−以下、Ｈｂ、 Ｔｉ、 ｚｒ
の群は５原子−以下にそれぞれすることが好適である。
の群は５原子−以下にそれぞれすることが好適である。
またＱの一部をＮで置換する場合Ｎが４原子チより多い
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４原
子チ以下にすることが有利である。
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４原
子チ以下にすることが有利である。
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σｆ（ｋ
ｆ／ｒｒＬ−）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
ｍｍ、幅２ ｍｍのリボン状としたものである。但し結
晶化温度Ｔｘは５℃／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５０ Ｆ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。
（’Ｃ）、硬さＨｖ（ＤＰＮ）および破壊強度σｆ（ｋ
ｆ／ｒｒＬ−）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
ｍｍ、幅２ ｍｍのリボン状としたものである。但し結
晶化温度Ｔｘは５℃／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５０ Ｆ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。
第 ２ 表
一般に非晶質合金は加熱することＫ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々うと、共にそ
の他の優れた特性も劣化するので、Ｔｘが高い合金であ
ることが実用上有利である。
質合金の特徴である延性および靭性を失々うと、共にそ
の他の優れた特性も劣化するので、Ｔｘが高い合金であ
ることが実用上有利である。
本発明の非晶質合金のＴＸは第２表に見る如く大部分大
凡３５０〜６５０℃の範囲内であり、Ｑｒ、 ＭＯ。
凡３５０〜６５０℃の範囲内であり、Ｑｒ、 ＭＯ。
Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｉｎ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シ、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（σｆ）はそれぞ
れＳＯＯ〜１１００ ＤＰＮおよび２８０〜４００ ｋ
ｇ／ ｍｍ であ夛、Ｏｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ。
る傾向にあることが判シ、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（σｆ）はそれぞ
れＳＯＯ〜１１００ ＤＰＮおよび２８０〜４００ ｋ
ｇ／ ｍｍ であ夛、Ｏｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ。
Ｈｎ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
＝ １１００ ＤＰＩ 、 σｆ＝ ８８０ ｋｇ
、／ｍｍ ）と同等またはそれ以上であフ、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）Ｆ
ｅ−ＭＯ−Ｃ系において硬さが１０００ ＤＰＮ以上で
、かつ結晶化温度が６００℃を越え、さらに破壊強度が
４００ ｋｇ／ ｍｓ に達するものがある。
は従来知られている最高値（Ｆｅ−Ｂ系合金の場合Ｈｖ
＝ １１００ ＤＰＩ 、 σｆ＝ ８８０ ｋｇ
、／ｍｍ ）と同等またはそれ以上であフ、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）Ｆ
ｅ−ＭＯ−Ｃ系において硬さが１０００ ＤＰＮ以上で
、かつ結晶化温度が６００℃を越え、さらに破壊強度が
４００ ｋｇ／ ｍｓ に達するものがある。
また上記合金組成中Ｍの一部が１０原子チ以下の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原子チ以下の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、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原子チ以下の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。
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。
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。
同表に示す脆化温度は各温度で３０分間加熱した際に１
８００曲げが可能力温度を示し、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、Ｆｅ８ｏＰ２゜合金よりもよシ高い脆
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Ｆｅ８ｏＰ２合金にほぼ匹敵する脆化温度
を有する。このような性質は本発明の合金を刃物や鋸々
どの工具材、タイヤコードやワイヤーロープなどの硬線
材、ビニールやゴムなどの合成樹脂との複合材、アルミ
ニウムなどの低融点金属との複合材などに用いる場合に
不可避な熱処理や製造中の昇温によっても脆化しないの
で有利である。
８００曲げが可能力温度を示し、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、Ｆｅ８ｏＰ２゜合金よりもよシ高い脆
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Ｆｅ８ｏＰ２合金にほぼ匹敵する脆化温度
を有する。このような性質は本発明の合金を刃物や鋸々
どの工具材、タイヤコードやワイヤーロープなどの硬線
材、ビニールやゴムなどの合成樹脂との複合材、アルミ
ニウムなどの低融点金属との複合材などに用いる場合に
不可避な熱処理や製造中の昇温によっても脆化しないの
で有利である。
本発明の合金は上述したように、驚異的硬さと強度を持
つ高強度材料であシ、従来知られている高強度鋼の代表
的なピアノ線の硬度？００〜８００ＤＰＮ、破壊強度２
５０〜８００ ｋｇ／ｍｍ”よりも、さらに優れている
。また、一般に高強度鋼を線や坂にすることは困難で、
複雑な製造工程（溶解→鋳造→均熱→鍛造、圧延→熱処
理）を必要とするが、本発明の合金は溶解後直接に最終
製品の線や仮を製造することが可能であるという犬き力
利点がある。したがって、本発明の非晶質鉄合金は刃物
や鋸歯などの工具材、タイヤコードやワイヤーロープカ
どの硬線材、有機・無機材との複合材料（ビニール、プ
ラスチック、ゴム、アルミニウム、コンクリートなどの
強化材料）、混紡材（安全作業衣、保護テント、極超短
波保護衣、マイクロウェーブ吸収板、シールドシーツ、
導電テープ、手術衣、訓電靴下、カーペット、ベルトな
ど）、公害防止用フィルター、スクリーン、彦ど多くの
用途がある。
つ高強度材料であシ、従来知られている高強度鋼の代表
的なピアノ線の硬度？００〜８００ＤＰＮ、破壊強度２
５０〜８００ ｋｇ／ｍｍ”よりも、さらに優れている
。また、一般に高強度鋼を線や坂にすることは困難で、
複雑な製造工程（溶解→鋳造→均熱→鍛造、圧延→熱処
理）を必要とするが、本発明の合金は溶解後直接に最終
製品の線や仮を製造することが可能であるという犬き力
利点がある。したがって、本発明の非晶質鉄合金は刃物
や鋸歯などの工具材、タイヤコードやワイヤーロープカ
どの硬線材、有機・無機材との複合材料（ビニール、プ
ラスチック、ゴム、アルミニウム、コンクリートなどの
強化材料）、混紡材（安全作業衣、保護テント、極超短
波保護衣、マイクロウェーブ吸収板、シールドシーツ、
導電テープ、手術衣、訓電靴下、カーペット、ベルトな
ど）、公害防止用フィルター、スクリーン、彦ど多くの
用途がある。
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。
例を示す。
例 １
従来刃物、例えばカミソリ、ペーパーカッター等には炭
素鋼、硬質ステンレス鋼、低合金鋼製刃物材が広く使用
されておシ、刃物材に適する特性としては硬度が高く、
耐食性がオリ、弾性が高く、耐摩耗性の良いことが要求
されている。本発明合金は前記特性を十分に具え極めて
優秀であることが判った。第４表に硬さと、エメリーペ
ーパー（＃４００ ）上で１９８２荷重を加えて１０分
間摩耗させた時の重量減少すなわち摩耗ｌを市販品と比
較して示す。表中摩耗量は同一試料につき２回測定した
結果を示す。
素鋼、硬質ステンレス鋼、低合金鋼製刃物材が広く使用
されておシ、刃物材に適する特性としては硬度が高く、
耐食性がオリ、弾性が高く、耐摩耗性の良いことが要求
されている。本発明合金は前記特性を十分に具え極めて
優秀であることが判った。第４表に硬さと、エメリーペ
ーパー（＃４００ ）上で１９８２荷重を加えて１０分
間摩耗させた時の重量減少すなわち摩耗ｌを市販品と比
較して示す。表中摩耗量は同一試料につき２回測定した
結果を示す。
同表から本合金材は市販カミソリ刃材に較べて約１００
分の１以下の摩耗量であることが判る。
分の１以下の摩耗量であることが判る。
例 ２
本発明合金の補強材としての性質並びに使用した結果を
現用補強材であるピアノ鋼線、ガラスファイバー、ナイ
ロン線と比較して第５表に示す。
現用補強材であるピアノ鋼線、ガラスファイバー、ナイ
ロン線と比較して第５表に示す。
同表より補強材として要求される抗張力はピアノ線より
５０〜１００にり７ｍｍ２も高く、高温抗張力、曲り疲
労限も優れている。さらにもう１つの重要な性質として
要求される接着性はゴム、プラスチックの補強材として
使用した場合良好であった。
５０〜１００にり７ｍｍ２も高く、高温抗張力、曲り疲
労限も優れている。さらにもう１つの重要な性質として
要求される接着性はゴム、プラスチックの補強材として
使用した場合良好であった。
従来補強材としてゴム構造物には鋼線、合成繊維、ガラ
ス繊維が用いられているが・、現在鋼線で得られている
疲労強度をさらに上昇させることは困難であり、また合
成繊維およびガラス繊維も鋼線以上の疲労強度を具備さ
せることは不可能に近いことは周知の如くである。また
合成樹脂を補強するには従来主としてガラス繊維を加工
したマット状補強材が使用されており、この補強材は耐
食性は良好であるが、脆いため曲げ強度は十分でない。
ス繊維が用いられているが・、現在鋼線で得られている
疲労強度をさらに上昇させることは困難であり、また合
成繊維およびガラス繊維も鋼線以上の疲労強度を具備さ
せることは不可能に近いことは周知の如くである。また
合成樹脂を補強するには従来主としてガラス繊維を加工
したマット状補強材が使用されており、この補強材は耐
食性は良好であるが、脆いため曲げ強度は十分でない。
コンクリート構造物には鋼線あるいは鋼索を補強材とし
て用いたＰＣコンクリート、鋼線を短かく切断したもの
をランダムに混合したコンクリートなどがあるが、何れ
も耐食性の点で欠ｉがある。
て用いたＰＣコンクリート、鋼線を短かく切断したもの
をランダムに混合したコンクリートなどがあるが、何れ
も耐食性の点で欠ｉがある。
ところが、本発明合金を補強材とすれば、上記ゴム、合
成樹脂、コンクリート等の補強材として極めて有利に使
用することができる。以下その数例について説明する。
成樹脂、コンクリート等の補強材として極めて有利に使
用することができる。以下その数例について説明する。
（Ａ）Ｆｅ５６Ｃｒ２６Ｃ□８およびＦ ｅ ｓ ２
Ｃｒ １２ Ｍ Ｏｓ Ｃｓ ａ非晶質合金を第１図（
ａ）の装置を用いて幅０．０６ ｍｍ、厚さ０．０４ｍ
ｍの線とし、これを網状にあんでタイヤ用ゴム素材中に
埋込んで試験片とした。
Ｃｒ １２ Ｍ Ｏｓ Ｃｓ ａ非晶質合金を第１図（
ａ）の装置を用いて幅０．０６ ｍｍ、厚さ０．０４ｍ
ｍの線とし、これを網状にあんでタイヤ用ゴム素材中に
埋込んで試験片とした。
なお、網目の間隔は１ ｍｍで、試片は８×２０ｘｌｏ
Ｏｍｍ仮であった。ゴムを加硫する際に試片を約１５０
〜１８０°Ｃに１時間程度昇湿した。
Ｏｍｍ仮であった。ゴムを加硫する際に試片を約１５０
〜１８０°Ｃに１時間程度昇湿した。
この試片を用いて引張り型疲労試験機により長時間疲労
試験（振幅伸びｌ ｃｍ ）を行なった。その結果、１
０ サイクルでも破断せず、しかもゴムと線との剥離が
認められなかった。この結果は、Ｆｅ６２Ｃｒ１２Ｍ０
８Ｃ□８合金が破壊強度（３８０神／−ｍ” ）、結晶
化温度（５６５℃）、疲労強度（８２ｋｇ／ｍｍ” ）
の点で優れていることによる。
試験（振幅伸びｌ ｃｍ ）を行なった。その結果、１
０ サイクルでも破断せず、しかもゴムと線との剥離が
認められなかった。この結果は、Ｆｅ６２Ｃｒ１２Ｍ０
８Ｃ□８合金が破壊強度（３８０神／−ｍ” ）、結晶
化温度（５６５℃）、疲労強度（８２ｋｇ／ｍｍ” ）
の点で優れていることによる。
また、ゴム用合金は硫黄による腐食に耐えねばならない
。そこで、上記合金線を過度に加硫したゴム中に埋込み
、約１年間８０℃で放置後、合金線の表面と強度を調べ
たがほとんど変化が無かった。
。そこで、上記合金線を過度に加硫したゴム中に埋込み
、約１年間８０℃で放置後、合金線の表面と強度を調べ
たがほとんど変化が無かった。
”） Ｆｅ５６Ｃｒ２６Ｃ１８’ Ｆｅ７４Ｍ０８Ｃ
１８％Ｆｅ６□Ｏｒ、Ｍｏ８ｃ、、の３種の非晶質合金
を第１図（ａ）の装置を用いて約０．０５．ｒａｍφの
線を作製し、これを一定の長さに切断して一定量だけレ
ジンコンクリート中に混合した。試験片形状は１５ Ｘ
１５ Ｘ ５２ ｃｒｓ角柱であり、試片支持距離は
４５ｃｒｎ、荷重負荷点は各支点より１５ｃｒｎの２個
所であった。下表は曲げ試験の結果を示す。
１８％Ｆｅ６□Ｏｒ、Ｍｏ８ｃ、、の３種の非晶質合金
を第１図（ａ）の装置を用いて約０．０５．ｒａｍφの
線を作製し、これを一定の長さに切断して一定量だけレ
ジンコンクリート中に混合した。試験片形状は１５ Ｘ
１５ Ｘ ５２ ｃｒｓ角柱であり、試片支持距離は
４５ｃｒｎ、荷重負荷点は各支点より１５ｃｒｎの２個
所であった。下表は曲げ試験の結果を示す。
表に見るようＫ、ファイバー補強材は無強化材の約８〜
４倍の最大荷重と約２倍のたわみを持つことが判る。す
なわち、ファイバー補強コンクリートの強度およびたわ
みは一般の鉄筋補強コンクリート橡よシ、１．５〜２．
０倍の強度を持つと予想される。
４倍の最大荷重と約２倍のたわみを持つことが判る。す
なわち、ファイバー補強コンクリートの強度およびたわ
みは一般の鉄筋補強コンクリート橡よシ、１．５〜２．
０倍の強度を持つと予想される。
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、その上従来の非晶９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。
優れ、耐食性に優れ、その上従来の非晶９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。
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。
ることができる。
第１図（ａ） 、 （ｂ月ま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。 １・・・溶融金属、２・・・急冷凝固した非晶質合金の
線あるいは板、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図 ＜ａ）（ｂ）
ることによる非晶質合金の製造装置の原理図である。 １・・・溶融金属、２・・・急冷凝固した非晶質合金の
線あるいは板、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図 ＜ａ）（ｂ）
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高強度、高硬
度、高結晶化温度、高脆化温度を有する炭素系非晶質鉄
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２８〜８２、ｂは
２０以下（但し零を含まず）、ｃは４〜２６、ｄは１５
〜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晶質
鉄合金。 Ｆｅ＿ａＭ＿ｃＱ＿ｄ （式中Ｆｅ＿ａはＦｅがａ原子％、Ｍ＿ｃはＭ＿ｏ、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
２８〜８２、ｃは４〜２６、ｄは１５〜２６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
ＭがＷのみよりなることはない。）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7435086A JPS61235538A (ja) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | 高強度、高硬度、高結晶化温度、高脆化温度を有する炭素系非晶質鉄合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7435086A JPS61235538A (ja) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | 高強度、高硬度、高結晶化温度、高脆化温度を有する炭素系非晶質鉄合金 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53010397A Division JPS6026825B2 (ja) | 1978-02-03 | 1978-02-03 | 高強度、高硬度、高結晶化温度、高脆化抵抗を有する含窒素炭素系非結晶質鉄合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61235538A true JPS61235538A (ja) | 1986-10-20 |
| JPS6354773B2 JPS6354773B2 (ja) | 1988-10-31 |
Family
ID=13544586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7435086A Granted JPS61235538A (ja) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | 高強度、高硬度、高結晶化温度、高脆化温度を有する炭素系非晶質鉄合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61235538A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112512727A (zh) * | 2018-07-11 | 2021-03-16 | 美泰金属科技私人有限公司 | 铁系合金粉末以及利用它的成型品 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS514017A (en) * | 1974-07-01 | 1976-01-13 | Tohoku Daigaku Kinzoku Zairyo | Kokyodo taihiro taizenmenfushoku taikoshoku taisukimafushoku taioryokufushokuware taisuisozeiseiyo amorufuasutetsugokin |
-
1986
- 1986-04-02 JP JP7435086A patent/JPS61235538A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS514017A (en) * | 1974-07-01 | 1976-01-13 | Tohoku Daigaku Kinzoku Zairyo | Kokyodo taihiro taizenmenfushoku taikoshoku taisukimafushoku taioryokufushokuware taisuisozeiseiyo amorufuasutetsugokin |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112512727A (zh) * | 2018-07-11 | 2021-03-16 | 美泰金属科技私人有限公司 | 铁系合金粉末以及利用它的成型品 |
| JP2021529892A (ja) * | 2018-07-11 | 2021-11-04 | アトメタル テック ピーティーイー エルティーディーＡｔｔｏｍｅｔａｌ Ｔｅｃｈ Ｐｔｅ． Ｌｔｄ． | 鉄系合金粉末およびこれを用いた成形品 |
| US11718900B2 (en) | 2018-07-11 | 2023-08-08 | Attometal Tech Pte. Ltd. | Iron-based alloy powder and molded article using same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6354773B2 (ja) | 1988-10-31 |
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