JPH0359974B2 - - Google Patents
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- JPH0359974B2 JPH0359974B2 JP5357083A JP5357083A JPH0359974B2 JP H0359974 B2 JPH0359974 B2 JP H0359974B2 JP 5357083 A JP5357083 A JP 5357083A JP 5357083 A JP5357083 A JP 5357083A JP H0359974 B2 JPH0359974 B2 JP H0359974B2
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- Springs (AREA)
Description
〔発明の技術分野〕
本発明は精密機器を中心に応用される弾性率の
温度依存性が極めて少ない恒弾性合金に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 一般に、恒弾性合金はトルク指示計、時計計測
用ぜんまい等の精密部品、精密ベロー、絶対圧力
計、流量計、工業用圧力計、ブルドン管等の精密
構造部品、或いは音叉音片、発振機等の振動体材
料などの温度変化による弾性率の変化をきらう機
器の材料として広く利用されている。 従来、上述した恒弾性合金としてはFe−Ni系
のエリンバー合金が著名であるが、この材料は冷
間加工状態で使わなければならず、しかも冷間加
工条件が恒弾性特性や機械的特性に大きく影響さ
れるという欠点があつた。 このようなことから、近年はFe−Ni−Cr−Ti
−Al系の析出形の恒弾性合金が多く利用される
ようになつてきた。この析出形の恒弾性合金は、
冷間加工と熱処理条件を選定することにより恒弾
性特性を評価する一つの指標である熱弾性係数
（TEC）を比較的容易に零にすることが可能であ
ると共に、強度的にも優れた特性を示すものであ
る。しかしながら、この析出形恒弾性合金の恒弾
性特性は、通常70〜80℃程度までしか保持でき
ず、高温雰囲気で使用する場合に大きな限界があ
り、その応用範囲も限られていた。 〔発明の目的〕 本発明は上記事情に鑑みなされたもので、恒弾
性特性を130℃以上まで大幅に向上させると共に、
強度的にも従来の析出形恒弾性合金と同等以上の
優れた特性を有する恒弾性合金を提供しようとす
るものである。 〔発明の概要〕 本発明は重量％でニツケル（Ni）40.0〜44.5
％、クロム（Cr）4.0〜6.5％、チタン（Ti）0.5
〜1.9％、アルミニウム（Al）0.1〜1.0％、ジルコ
ニウム（Zr）0.2〜2.0％、残部鉄（Fe）と附随的
不純物よりなることを第１発明とし、更にモリブ
デン（Mo）、ニオブ（Nb）、タンタル（Ta）及
びタングステン（Ｗ）のうちの１種又は２種以上
の金属を0.1〜5.5％添加することを第２発明とす
るものであり、20℃から少なくとも130℃の温度
範囲で熱弾性係数が±20×10-6［１／℃］の恒弾
性特性を有するものである。 次に、本発明の恒弾性合金を構成する各成分の
作用及びその添加量の限定理由について説明す
る。 ニツケル（Ni）は恒弾性特性を維持するため
に最も効果的な元素であり、その添加量が40.0％
未満及び44.5％を越えると、有効な恒弾性特性が
得られない。 クロム（Cr）はニツケルと同様に恒弾性特性
を維持するために有効な元素であり、その添加量
が4.0％未満及び6.5％を越えると、充分な恒弾性
特性が得られない。またクロムの添加は合金の耐
食性の向上の点からも有効である。 チタン（Ti）は時効処理により析出して合金
強度を向上させるのに有効な元素であり、その添
加量が0.5％未満では充分な強度向上が得られず、
かといつて1.99％を越えると、恒弾性特性の劣化
を招く。 アルミニウム（Al）はチタンと同様に合金強
度を向上させるのに有効な元素であり、その添加
量が0.0未満では充分な強度向上を達成できず、
かといつて1.0％を越えると、恒弾性特性の劣化
を招く。 ジルコニウム（Zr）はチタン及びアルミニウ
ムとの複合添加により強度向上に寄与する。こう
したジルコニウムの添加量が0.2％未満では充分
な強度向上を達成できず、かといつて2.0％を越
えると、恒弾性特性の劣化を招く。 更に、モリブデン（Mo）、ニオブ（Nb）、タン
タル（Ta）、タングステン（Ｗ）はその添加量を
0.1〜5.5％の範囲に規定することにより、単独又
は２種以上用いても、恒弾性特性を劣化させるこ
となく、合金の機械的特性の向上を図ることがで
きる。 次に、本発明の恒弾性合金の製造法について簡
単に説明する。 まず、真空又は不活性ガス雰囲気中で誘導溶解
法等により所定の合金組成に溶成し、熱間加工に
より所定形状まで加工する。更に、冷間加工を行
なつて所定の形状にした後、時効処理を施して恒
弾性合金を製造する。この場合、冷間加工は加工
率10〜90％の範囲で施され、時効処理条件として
は、例えば200〜750℃で0.1〜100時間の加熱を行
なう。 〔実施例〕 次に、本発明の実施例を説明する。 実施例 １ 下記表に示す成分組成の合金を高周波真空溶解
法により製造し、得られたインゴツトを熱間加工
して厚さ２mmの板材とした。次いで、この板材を
1000℃×１時間、加熱保持した後、水焼入れを行
ない、更に50％の冷間圧延を行なつて厚さ１mmと
した。 得られた板材を試験素材として時効処理後、恒
弾性特性と引張強さを測定した。その結果を、同
表に併記した。恒弾性特性は、熱弾性係数を用い
て評価し、測定は１×10×100mmに切り出した試
験片の固有振動数（横振動法）の周波数の温度依
存性で評価した。この測定値をベースにして弾性
率（ヤング率Ｅ）を求め、温度による変化状態を
図示した特性図中に曲線ａで示した。 また、弾性率の温度変化依存性（変化率）を
ｅ，熱膨張係数の温度依存性（変化率）をαとす
ると、熱弾性係数＝ｅ×αで表わされる。この熱
弾性係数は恒弾性特性を評価する指標として用い
られ、これが零に近い程、恒弾性特性に優れてい
るが、本実施例１の合金はこの熱弾性係数が常温
（20℃）から130℃の間で８×10-6〔１／℃〕と極
めて低い値を示した。 実施例 ２〜９ 下記表に示す成分組成の合金を実施例１と同様
な方法で製造し、得られた板材から試験片を切り
出し、恒弾性特性度範囲と引張強さを測定した。
その結果を同表に併記した。なお、表中には本発
明合金の成分組成からはずれる合金を比較例１〜
３として併記し、かつ従来合金についても従来例
として併記した。従来例に合金については、弾性
率の温度依存性を図示の特性図中に曲線ｂで示し
た。
温度依存性が極めて少ない恒弾性合金に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 一般に、恒弾性合金はトルク指示計、時計計測
用ぜんまい等の精密部品、精密ベロー、絶対圧力
計、流量計、工業用圧力計、ブルドン管等の精密
構造部品、或いは音叉音片、発振機等の振動体材
料などの温度変化による弾性率の変化をきらう機
器の材料として広く利用されている。 従来、上述した恒弾性合金としてはFe−Ni系
のエリンバー合金が著名であるが、この材料は冷
間加工状態で使わなければならず、しかも冷間加
工条件が恒弾性特性や機械的特性に大きく影響さ
れるという欠点があつた。 このようなことから、近年はFe−Ni−Cr−Ti
−Al系の析出形の恒弾性合金が多く利用される
ようになつてきた。この析出形の恒弾性合金は、
冷間加工と熱処理条件を選定することにより恒弾
性特性を評価する一つの指標である熱弾性係数
（TEC）を比較的容易に零にすることが可能であ
ると共に、強度的にも優れた特性を示すものであ
る。しかしながら、この析出形恒弾性合金の恒弾
性特性は、通常70〜80℃程度までしか保持でき
ず、高温雰囲気で使用する場合に大きな限界があ
り、その応用範囲も限られていた。 〔発明の目的〕 本発明は上記事情に鑑みなされたもので、恒弾
性特性を130℃以上まで大幅に向上させると共に、
強度的にも従来の析出形恒弾性合金と同等以上の
優れた特性を有する恒弾性合金を提供しようとす
るものである。 〔発明の概要〕 本発明は重量％でニツケル（Ni）40.0〜44.5
％、クロム（Cr）4.0〜6.5％、チタン（Ti）0.5
〜1.9％、アルミニウム（Al）0.1〜1.0％、ジルコ
ニウム（Zr）0.2〜2.0％、残部鉄（Fe）と附随的
不純物よりなることを第１発明とし、更にモリブ
デン（Mo）、ニオブ（Nb）、タンタル（Ta）及
びタングステン（Ｗ）のうちの１種又は２種以上
の金属を0.1〜5.5％添加することを第２発明とす
るものであり、20℃から少なくとも130℃の温度
範囲で熱弾性係数が±20×10-6［１／℃］の恒弾
性特性を有するものである。 次に、本発明の恒弾性合金を構成する各成分の
作用及びその添加量の限定理由について説明す
る。 ニツケル（Ni）は恒弾性特性を維持するため
に最も効果的な元素であり、その添加量が40.0％
未満及び44.5％を越えると、有効な恒弾性特性が
得られない。 クロム（Cr）はニツケルと同様に恒弾性特性
を維持するために有効な元素であり、その添加量
が4.0％未満及び6.5％を越えると、充分な恒弾性
特性が得られない。またクロムの添加は合金の耐
食性の向上の点からも有効である。 チタン（Ti）は時効処理により析出して合金
強度を向上させるのに有効な元素であり、その添
加量が0.5％未満では充分な強度向上が得られず、
かといつて1.99％を越えると、恒弾性特性の劣化
を招く。 アルミニウム（Al）はチタンと同様に合金強
度を向上させるのに有効な元素であり、その添加
量が0.0未満では充分な強度向上を達成できず、
かといつて1.0％を越えると、恒弾性特性の劣化
を招く。 ジルコニウム（Zr）はチタン及びアルミニウ
ムとの複合添加により強度向上に寄与する。こう
したジルコニウムの添加量が0.2％未満では充分
な強度向上を達成できず、かといつて2.0％を越
えると、恒弾性特性の劣化を招く。 更に、モリブデン（Mo）、ニオブ（Nb）、タン
タル（Ta）、タングステン（Ｗ）はその添加量を
0.1〜5.5％の範囲に規定することにより、単独又
は２種以上用いても、恒弾性特性を劣化させるこ
となく、合金の機械的特性の向上を図ることがで
きる。 次に、本発明の恒弾性合金の製造法について簡
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法等により所定の合金組成に溶成し、熱間加工に
より所定形状まで加工する。更に、冷間加工を行
なつて所定の形状にした後、時効処理を施して恒
弾性合金を製造する。この場合、冷間加工は加工
率10〜90％の範囲で施され、時効処理条件として
は、例えば200〜750℃で0.1〜100時間の加熱を行
なう。 〔実施例〕 次に、本発明の実施例を説明する。 実施例 １ 下記表に示す成分組成の合金を高周波真空溶解
法により製造し、得られたインゴツトを熱間加工
して厚さ２mmの板材とした。次いで、この板材を
1000℃×１時間、加熱保持した後、水焼入れを行
ない、更に50％の冷間圧延を行なつて厚さ１mmと
した。 得られた板材を試験素材として時効処理後、恒
弾性特性と引張強さを測定した。その結果を、同
表に併記した。恒弾性特性は、熱弾性係数を用い
て評価し、測定は１×10×100mmに切り出した試
験片の固有振動数（横振動法）の周波数の温度依
存性で評価した。この測定値をベースにして弾性
率（ヤング率Ｅ）を求め、温度による変化状態を
図示した特性図中に曲線ａで示した。 また、弾性率の温度変化依存性（変化率）を
ｅ，熱膨張係数の温度依存性（変化率）をαとす
ると、熱弾性係数＝ｅ×αで表わされる。この熱
弾性係数は恒弾性特性を評価する指標として用い
られ、これが零に近い程、恒弾性特性に優れてい
るが、本実施例１の合金はこの熱弾性係数が常温
（20℃）から130℃の間で８×10-6〔１／℃〕と極
めて低い値を示した。 実施例 ２〜９ 下記表に示す成分組成の合金を実施例１と同様
な方法で製造し、得られた板材から試験片を切り
出し、恒弾性特性度範囲と引張強さを測定した。
その結果を同表に併記した。なお、表中には本発
明合金の成分組成からはずれる合金を比較例１〜
３として併記し、かつ従来合金についても従来例
として併記した。従来例に合金については、弾性
率の温度依存性を図示の特性図中に曲線ｂで示し
た。
以上詳述した如く、本発明によれば恒弾性特性
を130℃以上まで大巾に向上させると共に、強度
的にも従来の析出形恒弾性合金と同等以上の優れ
た特性を有し、応用範囲の広い恒弾性合金を提供
できる。
を130℃以上まで大巾に向上させると共に、強度
的にも従来の析出形恒弾性合金と同等以上の優れ
た特性を有し、応用範囲の広い恒弾性合金を提供
できる。
図面は本発明合金と従来合金の弾性率の温度変
化依存性を示す特性図である。
化依存性を示す特性図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％でニツケル（Ni）40.0〜44.5％、クロ
ム（Cr）4.0〜6.5％、チタン（Ti）0.5〜1.9％、
アルミニウム（Al）0.1〜1.0％、ジルコニウム
（Zr）0.2〜2.0％、残部鉄（Fe）と附随的不純物
よりなり、20℃から130℃の温度範囲で熱弾性係
数が±20×10-6［１／℃］以内の恒弾性特性を有
することを特徴とする恒弾性合金。 ２ 重量％でニツケル（Ni）40.0〜44.5％、クロ
ム（Cr）4.0〜6.5％チタン（Ti）0.5〜1.9％、ア
ルミニウム（Al）0.1〜1.0％、ジルコニウム
（Zr）0.2〜2.0％、モリブデン（Mo）、ニオブ
（Nb）、タンタル（Ta）及びタングステン（Ｗ）
のうちの１種又は２種以上の金属0.1〜5.5％、残
部鉄（Fe）と附随的不純物よりなり、20℃から
130℃の温度範囲で熱断性係数が±20×10-6［１／
℃］以内の恒弾性特性を有することを特徴とする
恒弾性合金。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5357083A JPS59179763A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 恒弾性合金 |
| US06/578,702 US4517158A (en) | 1983-03-31 | 1984-02-09 | Alloy with constant modulus of elasticity |
| EP84300843A EP0122689B1 (en) | 1983-03-31 | 1984-02-10 | An alloy with constant modulus of elasticity |
| DE8484300843T DE3460583D1 (en) | 1983-03-31 | 1984-02-10 | An alloy with constant modulus of elasticity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5357083A JPS59179763A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 恒弾性合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59179763A JPS59179763A (ja) | 1984-10-12 |
| JPH0359974B2 true JPH0359974B2 (ja) | 1991-09-12 |
Family
ID=12946486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5357083A Granted JPS59179763A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 恒弾性合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59179763A (ja) |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP5357083A patent/JPS59179763A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59179763A (ja) | 1984-10-12 |
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