CN1059933C - 铁镍钴合金及其用途 - Google Patents
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Abstract
Fe-No-Co合金，其化学组成包括，以重量计：32%≤Ni≤34%，3.5%≤Co≤6.5%，0%≤Mn≤0.1%，0%≤Si≤0.1%，0%≤Cr≤0.1%，0.005%≤C≤0.02%，S≤0.001%，0.0001%≤Ca≤0.002%，0.0001%≤Mg≤0.002%，其余为铁及由熔炼引起的杂质；该合金的化学组成还满足以下关系：Co+Ni≤38.5%，Co+0.5×Ni≥20%，Co+5Ni≥165.5%，以及S≤0.02×Mn+0.8×Ca+0.6×Mg。上述合金用于制造障板，该障板用于显示器的阴极射线管。
Description
本发明涉及一种低膨胀系数的Fe-Ni-Co合金，及其在制造用于显示器阴极射线管的障板时的用途。
具有低膨胀系数的Fe-Ni-Co合金是众所周知的，通常被称为SUPERINVAR。这些合金特别适合于制造障板，例如在欧洲专利申请EP05340460中提出的，它建议使用一种Fe-Ni-Co合金来制造障板，该合金除铁之外，含有28-34％镍，2-7％钴，0.1-1％锰，小于0.1％硅，小于0.01％碳，其余为从熔炼中带入的杂质。但是，该合金还有一个缺点，就是它的马氏体型转变点起始温度Ms接近室温，因此，不管是在形成障板还是在低温下贮存它时，都会因为发生马氏体型转变，导致障板的永久变形。此外，由于锰被认为是形成好的热轧性合金必须的元素，上述的锰含量也使合金的膨胀系数过高，从而不能有效减少障板局部凸起的缺陷。
本发明的目的就是提供一种Fe-Ni-Co合金，它的马氏体型转变起始点低于-50℃，20℃与100℃间平均热膨胀系数小于0.7×10-6/°K，80℃和130℃间平均热膨胀系数小于1×10-6/°K。
就此而言，本发明的主题是一种Fe-Ni-Co合金，其化学组成包括(以重量计)：
32％≤Ni≤34％
3.5％≤Co≤6.5％
0％≤Mn≤0.1％
0％≤Si≤0.1％
0％≤Cr≤0.1％
0.005％≤C≤0.02％
S≤0.001％
0.0001％≤Ca≤0.002％
0.0001％≤Mg≤0.002％
其余为铁和由熔炼产生的杂质；该合金的化学组成进一步满足以下关系：
Co+Ni≤38.5％
Co+0.5×Ni≥20％
Co+5×Ni≥165.5％
和 S≤0.02×Mn+0.8×Ca+0.6×Mg
优选地，铜、钼、钒和铌含量每种均应小于0.1％。更优选的是，锰、硅、铬、铜、钼、钒和铌含量总和小于0.30％。
最后，优选氧含量小于或等于0.01％，氮含量小于或等于0.005％，磷含量小于或等于0.005％。
本发明的另一个主题是用根据本发明的合金制造障板，以及制得的障板。
下面将对本发明进行更准确的叙述，但本发明不局限于以下叙述。
尽管，都知道障板的变形是由中温加热至低于100℃的温度，通常是80℃而引起的，本发明现在假设，图象缺陷是因为局部加热障板至可高达130℃的温度下引起的。为了尽可能减少图象缺陷，不仅要求用来制造障板的合金在20℃至100℃间的平均热膨胀系数尽可能低，而且该合金在80℃和130℃间的平均热膨胀系数也尽可能低。此外，该合金必须在足够低的温度下，也就是说至少在-50℃，有稳定的显微结构。
根据本发明的合金是一种Fe-Ni-Co合金，调节其化学组成，使它同时满足以下条件，20℃和100之间的平均热膨胀系数小于或等于0.7×10-6/°K，80℃和130℃之间的平均热膨胀系数小于或等于1×10-7/°K，并且该合金的Ms点温度低于-50℃。
该合金的化学组成包括，以重量计，至少32％、至多34％的镍，以及至少3.5％、至多6.5％的钴，镍和钴的含量满足：
Co+Ni≤38.5％
以使得合金在20℃和100℃之间的平均热膨胀系数小于0.7×10-6/°K；
Co+0.5×Ni≥20％
以使得合金在80℃和130℃之间的平均热膨胀系数小于1×10-6/°K；
Co+5×Ni≥165.5％
以使得Ms点低于-50℃。
此外，为了保证合金在20℃和100℃之间的平均热膨胀系数小于0.7×10-6/°K，要求合金中锰、硅和铬含量小于或等于0.1％。
为了使合金的Ms点保持在低于-50℃，合金必须含有至少0.005％的碳，但是碳含量不能超过0.02％，以便不至于影响合金的拉制成形性。
此外，工业合金通常含有杂质元素，如铜、钼、钒或铌，为使合金热膨胀系数尽可能小，希望这些元素的每种含量均小于或等于0.1％，并且，优选地，
Mn+Si+Cr+Mo+V+Nb+Cu≤0.30％
最后，为了获得好的热延展性，优选地，氧含量小于或等于0.01％，氮含量小于或等于0.005％，并且磷含量小于或等于0.005％。
该合金特别适于制造障板。为此，将合金熔炼，铸成锭坯或扁锭，然后热轧以形成约4mm厚的带；冷轧该带以得到约0.15mm厚的冷轧带。这种冷轧带在20℃时的0.2％屈服应力Rp0.2约600MPa，这太高而不易成形，此外，通过化学切割加工障板坯之后，将这些坯料在700℃和850℃之间退火，使得它在20℃时的0.2％屈服应力Rp0.2下降至约320MPa。然后，将每一坯料成形，例如拉制，以得到障板。
作为实施例，制备本发明合金A至D，其化学组成如下，以重量％计：合金 Ni Co Mn Si Cr C S Ca Mg FeA 32.7 4.5 0.06 0.08 0.04 0.014 0.0006 0.0005 0.0015 余量B 33.5 4.5 0.05 0.08 0.07 0.014 0.0009 0.0012 0.0009 余量C 33.5 3.5 0.05 0.08 0.05 0.011 0.0007 0.0008 0.0007 余量D 33.3 4.2 0.05 0.09 0.06 0.018 0.0008 0.0011 0.0011 余量
这些合金性能如下：
Rp0.2 Rp0.2 Rp0.2
α α α MPa MPa MPa合金 20°/100° 20°/80° 80°/130° Ms 20℃ 20℃ 200℃
10-6/°K 10-6/°K 10-6/°K ℃ 加工硬化 退火* 退火*A 0.31 0.23 0.78 -90 615 320 141B 0.65 0.65 0.80 ＜-186 615 318 137C 0.49 0.45 0.90 ＜-186 607 304 133D 0.51 0.49 0.77 ＜-186 629 322 148
*780℃退火15分钟
使用这些合金，可以制造障板，包括钻孔的箔片，并通过拉拔成形。即使在冷环境中成形并贮存之后，这些障板仍具有完全的奥氏体结构。并且其局部凸起缺陷比用现有技术的铁-镍合金制成的障板的局部凸起缺陷减少40％。
Claims (5)
1.一种低膨胀系数的Fe-Ni-Co合金，其化学组成包括，以重量计：
32％≤Ni≤34％
3.5％≤Co≤6.5％
0％≤Mn≤0.1％
0％≤Si≤0.1％
0％≤Cr≤0.1％
0.005％≤C≤0.02％
S≤0.001％
0.0001％≤Ca≤0.002％
0.0001％≤Mg≤0.002％
其余为铁及由熔炼产生的杂质，该合金化学组成进一步满足以下关系：
Co+Ni≤38.5％
Co+0.5×Ni≥20％
Co+5×Ni≥165.5％
和S≤0.02×Mn+0.8×Ca+0.6×Mg
2.根据权利要求1的合金，其特征在于铜，钼，钒和铌含量各自小于0.1％。
3.根据权利要求2的合金，其特征在于，锰、硅、铬、铜、钼、钒和铌含量的总和小于0.3％。
4.根据权利要求1至3中任一项的合金，其特征在于，氧含量小于或等于0.01％，氮含量小于或等于0.005％，并且磷含量小于或等于0.005％。
5.根据权利要求1至4中任一项的合金用于制造障板。
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