JPH06100985A - Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨張合金 - Google Patents
Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨張合金Info
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- JPH06100985A JPH06100985A JP27820692A JP27820692A JPH06100985A JP H06100985 A JPH06100985 A JP H06100985A JP 27820692 A JP27820692 A JP 27820692A JP 27820692 A JP27820692 A JP 27820692A JP H06100985 A JPH06100985 A JP H06100985A
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Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 所謂スーパーインバー合金と同等の扱いが可
能で、かつ１５０℃以上の使用環境温度によっても熱膨
張係数が変化せず、極めて小さな熱膨張係数を有するＦ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨張合金の提供 【構成】 Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金において、それぞれ
極狭い含有範囲に規制されたＮｉとＣｏの総量を３８．
５〜４０．５ｗｔ％の範囲内とすることにより、図２に
明らかなように３０〜３００℃にわたって熱膨張係数を
２×１０-6／℃以下と極めて小さくでき、さらに、変移
点が２５０℃以上、変態温度が−５０℃以下となる。
能で、かつ１５０℃以上の使用環境温度によっても熱膨
張係数が変化せず、極めて小さな熱膨張係数を有するＦ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨張合金の提供 【構成】 Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金において、それぞれ
極狭い含有範囲に規制されたＮｉとＣｏの総量を３８．
５〜４０．５ｗｔ％の範囲内とすることにより、図２に
明らかなように３０〜３００℃にわたって熱膨張係数を
２×１０-6／℃以下と極めて小さくでき、さらに、変移
点が２５０℃以上、変態温度が−５０℃以下となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、精密機器用構造材料
等に使用されるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金材料に係り、Ｎ
ｉとＣｏとの含有量を極めて狭い特定範囲とすることに
より、その３０℃〜１００℃の熱膨張係数を従来の所謂
スーパーインバー合金の熱膨張係数と同等となし、かつ
３０℃〜３００℃の熱膨張係数を該従来合金に比べて著
しく小さくしたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨張合金に関す
る。
等に使用されるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金材料に係り、Ｎ
ｉとＣｏとの含有量を極めて狭い特定範囲とすることに
より、その３０℃〜１００℃の熱膨張係数を従来の所謂
スーパーインバー合金の熱膨張係数と同等となし、かつ
３０℃〜３００℃の熱膨張係数を該従来合金に比べて著
しく小さくしたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨張合金に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、精密機器用構造材料等、温度変化
に対する寸法変化を嫌う使用条件下で用いられる金属材
料としては、所謂スーパーインバー合金と呼ばれる公称
組成３１ｗｔ％Ｎｉ−５ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ合金が使用さ
れている。この３１ｗｔ％Ｎｉ−５ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ合
金の平均熱膨張係数（３０〜１００℃）は、１×１０-6
／℃以下と極めて小さい。
に対する寸法変化を嫌う使用条件下で用いられる金属材
料としては、所謂スーパーインバー合金と呼ばれる公称
組成３１ｗｔ％Ｎｉ−５ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ合金が使用さ
れている。この３１ｗｔ％Ｎｉ−５ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ合
金の平均熱膨張係数（３０〜１００℃）は、１×１０-6
／℃以下と極めて小さい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、３１ｗｔ％Ｎ
ｉ−５ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ合金は、図２のＮｏ．１０の曲
線に示す如く、約１５０℃を超えた高温側では熱膨張曲
線が急激に立ち上がり、その３０〜２００℃における平
均熱膨張係数は約２．５×１０-6℃であり、３０〜３０
０℃における平均熱膨張係数が約５．７×１０-6℃と非
常に大きな熱膨張特性を示すため、かかる高温下での使
用は不可能であった。
ｉ−５ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ合金は、図２のＮｏ．１０の曲
線に示す如く、約１５０℃を超えた高温側では熱膨張曲
線が急激に立ち上がり、その３０〜２００℃における平
均熱膨張係数は約２．５×１０-6℃であり、３０〜３０
０℃における平均熱膨張係数が約５．７×１０-6℃と非
常に大きな熱膨張特性を示すため、かかる高温下での使
用は不可能であった。
【０００４】近年、種々産業での自動制御化が進み、精
密機器を１５０℃を超えた高温域で使用する要請が強く
なっているが、所謂スーパーインバー合金では高温域で
の熱膨張が大きく使用できないため、これに代わる低熱
膨張金属材料が求められている。
密機器を１５０℃を超えた高温域で使用する要請が強く
なっているが、所謂スーパーインバー合金では高温域で
の熱膨張が大きく使用できないため、これに代わる低熱
膨張金属材料が求められている。
【０００５】この発明は、高温域で精密機器用構造材料
に使用されるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金材料の上述の問題
点に鑑み、所謂スーパーインバー合金と同等の扱いが可
能で、かつ１５０℃以上の使用環境温度によっても熱膨
張係数が変化せず、極めて小さな熱膨張係数を有するＦ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨張合金の提供を目的としてい
る。
に使用されるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金材料の上述の問題
点に鑑み、所謂スーパーインバー合金と同等の扱いが可
能で、かつ１５０℃以上の使用環境温度によっても熱膨
張係数が変化せず、極めて小さな熱膨張係数を有するＦ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨張合金の提供を目的としてい
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】発明者は、Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｃｏ系合金の低熱膨張化と同時に高温域での熱膨張係数
が変化しない組成、特にＮｉ及びＣｏの含有量を種々検
討の結果、極めて限られた成分範囲でＮｉとＣｏの総量
を特定範囲内とすることにより、３０℃〜１００℃の熱
膨張係数が従来の所謂スーパーインバー合金の熱膨張係
数と同等であり、かつ３０℃〜３００℃の熱膨張係数を
該従来合金に比べて著しく小さくできること知見し、こ
の発明を完成した。
Ｃｏ系合金の低熱膨張化と同時に高温域での熱膨張係数
が変化しない組成、特にＮｉ及びＣｏの含有量を種々検
討の結果、極めて限られた成分範囲でＮｉとＣｏの総量
を特定範囲内とすることにより、３０℃〜１００℃の熱
膨張係数が従来の所謂スーパーインバー合金の熱膨張係
数と同等であり、かつ３０℃〜３００℃の熱膨張係数を
該従来合金に比べて著しく小さくできること知見し、こ
の発明を完成した。
【０００７】すなわち、この発明は、Ｎｉ ３１．５〜
３４ｗｔ％、Ｃｏ ６〜８．５ｗｔ％、かつ３８．５≦
Ｎｉ＋Ｃｏ≦４０．５ｗｔ％を満足し、残部Ｆｅ及び不
可避的不純物元素からなり、３０〜３００℃の平均熱膨
張係数が２×１０-6／℃以下で熱膨張の変移点が２５０
℃以上であり、かつγ→α′変態温度が−５０℃以下で
あることを特徴とするＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨張合金
である。
３４ｗｔ％、Ｃｏ ６〜８．５ｗｔ％、かつ３８．５≦
Ｎｉ＋Ｃｏ≦４０．５ｗｔ％を満足し、残部Ｆｅ及び不
可避的不純物元素からなり、３０〜３００℃の平均熱膨
張係数が２×１０-6／℃以下で熱膨張の変移点が２５０
℃以上であり、かつγ→α′変態温度が−５０℃以下で
あることを特徴とするＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨張合金
である。
【０００８】組成の限定理由 Ｎｉは、本系組成基本成分であり、３１．５ｗｔ％未満
ではγ→α′変態温度が−５０℃以上となり、γ→α′
変態を起こすと熱膨張が急激に増大し好ましくなく、ま
た３４ｗｔ％を超えると熱膨張が大きくなるため、３
１．５〜３４ｗｔ％の範囲とする。
ではγ→α′変態温度が−５０℃以上となり、γ→α′
変態を起こすと熱膨張が急激に増大し好ましくなく、ま
た３４ｗｔ％を超えると熱膨張が大きくなるため、３
１．５〜３４ｗｔ％の範囲とする。
【０００９】Ｃｏは、本系組成基本成分であり、６ｗｔ
％未満では熱膨張の変移点が２５０℃未満となると同時
に変移点を超える温度での熱膨張が大きくなり、また、
８．５ｗｔ％を超えると熱膨張が大きくなるため、６〜
８．５ｗｔ％の範囲とする。
％未満では熱膨張の変移点が２５０℃未満となると同時
に変移点を超える温度での熱膨張が大きくなり、また、
８．５ｗｔ％を超えると熱膨張が大きくなるため、６〜
８．５ｗｔ％の範囲とする。
【００１０】この発明の特徴であるＮｉとＣｏの総量規
制は、図１に示す如く、Ｎｉ＋Ｃｏが３８．５ｗｔ％未
満では熱膨張の変移点が２５０℃未満となるとともに変
移点を超える温度での熱膨張が大きくなり、さらに４
０．５ｗｔ％を超えると熱膨張が大きくなるため、Ｎｉ
＋Ｃｏは３８．５〜４０．５ｗｔ％の範囲とする。
制は、図１に示す如く、Ｎｉ＋Ｃｏが３８．５ｗｔ％未
満では熱膨張の変移点が２５０℃未満となるとともに変
移点を超える温度での熱膨張が大きくなり、さらに４
０．５ｗｔ％を超えると熱膨張が大きくなるため、Ｎｉ
＋Ｃｏは３８．５〜４０．５ｗｔ％の範囲とする。
【００１１】添加元素は特に限定しないが、Ｃは、０，
０２ｗｔ％を越えると酸洗処理時にスマットが発生し易
く、またガラス封着時に発泡しやすくなるため、０．０
２ｗｔ％以下が望ましい。Ｓｉは、０．２５ｗｔ％を越
えると酸化処理を行う場合、内部粒界酸化が激しくな
り、また非金属介在物が多くなり、材料の折曲げ性が低
下するため、０．２５ｗｔ％以下が望ましい。Ｍｎは、
０．５ｗｔ％を越えると非金属介在物が多くなり、材料
の折曲げ性が低下するため、０．５ｗｔ％以下が望まし
い。さらに、Ｆｅは、本系組成基本成分であり、Ｎｉや
Ｃｏ等の含有残余を占める、
０２ｗｔ％を越えると酸洗処理時にスマットが発生し易
く、またガラス封着時に発泡しやすくなるため、０．０
２ｗｔ％以下が望ましい。Ｓｉは、０．２５ｗｔ％を越
えると酸化処理を行う場合、内部粒界酸化が激しくな
り、また非金属介在物が多くなり、材料の折曲げ性が低
下するため、０．２５ｗｔ％以下が望ましい。Ｍｎは、
０．５ｗｔ％を越えると非金属介在物が多くなり、材料
の折曲げ性が低下するため、０．５ｗｔ％以下が望まし
い。さらに、Ｆｅは、本系組成基本成分であり、Ｎｉや
Ｃｏ等の含有残余を占める、
【００１２】この発明によるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨
張合金は、３０〜３００℃の平均熱膨張係数が２×１０
-6／℃以下であることを特徴とするが、１５０℃を超え
た高温域で精密機器などを使用可能にするため３０〜３
５０℃の平均熱膨張係数を特定する必要があり、平均熱
膨張係数が２×１０-6／℃を越えると熱膨張による寸法
変化が精密機器用構造材料として許容される寸法変化よ
り大きくなりすぎるため、３０〜３００℃の平均熱膨張
係数を２×１０-6／℃以下に限定する。
張合金は、３０〜３００℃の平均熱膨張係数が２×１０
-6／℃以下であることを特徴とするが、１５０℃を超え
た高温域で精密機器などを使用可能にするため３０〜３
５０℃の平均熱膨張係数を特定する必要があり、平均熱
膨張係数が２×１０-6／℃を越えると熱膨張による寸法
変化が精密機器用構造材料として許容される寸法変化よ
り大きくなりすぎるため、３０〜３００℃の平均熱膨張
係数を２×１０-6／℃以下に限定する。
【００１３】この発明において、変移点が２５０℃未満
では高温雰囲気での使用時に熱膨張の直線性が確保し難
いため、変移点を２５０℃以上とする。
では高温雰囲気での使用時に熱膨張の直線性が確保し難
いため、変移点を２５０℃以上とする。
【００１４】この発明において、γ→α′変態温度が−
５０℃より高温にあれば、極寒冷地での使用や輸送中に
γ→α′変態し、熱膨張が大きくなる可能性があるた
め、α′変態温度を−５０℃以下に限定する。
５０℃より高温にあれば、極寒冷地での使用や輸送中に
γ→α′変態し、熱膨張が大きくなる可能性があるた
め、α′変態温度を−５０℃以下に限定する。
【００１５】
【作用】この発明によるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金は、そ
れぞれ極狭い含有範囲に規制されたＮｉとＣｏの総量を
特定範囲内とすることにより、３０℃〜１００℃の熱膨
張係数を従来の所謂スーパーインバー合金の熱膨張係数
と同等にすることができ、さらに３０〜３００℃にわた
って熱膨張が２×１０-6／℃以下と極めて小さく、さら
に、変移点が２５０℃以上、変態温度が−５０℃以下と
なり、低温から高温域の高範囲の使用環境温度によって
も熱膨張係数が極めて小さく変化しない特性を発揮す
る。
れぞれ極狭い含有範囲に規制されたＮｉとＣｏの総量を
特定範囲内とすることにより、３０℃〜１００℃の熱膨
張係数を従来の所謂スーパーインバー合金の熱膨張係数
と同等にすることができ、さらに３０〜３００℃にわた
って熱膨張が２×１０-6／℃以下と極めて小さく、さら
に、変移点が２５０℃以上、変態温度が−５０℃以下と
なり、低温から高温域の高範囲の使用環境温度によって
も熱膨張係数が極めて小さく変化しない特性を発揮す
る。
【００１６】
【実施例】表１に示す如く、Ｎｉ及びＣｏ量を変化させ
た種々組成のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金試料を高周波真空
溶解炉にて溶製した。鋳塊を熱間圧延後、冷間粗圧延、
中間焼鈍を経て、冷間圧延にて板厚０．５ｍｍに仕上げ
た。最終仕上げ焼鈍を９００℃で行なった後、熱膨張特
性を測定した。また、仕上がった板より１５ｍｍ×１５
ｍｍの試験片を切出し、−５０℃で３時間保持後、γ→
α′変態の有無を確認した。各測定結果を表１に示す。
た種々組成のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金試料を高周波真空
溶解炉にて溶製した。鋳塊を熱間圧延後、冷間粗圧延、
中間焼鈍を経て、冷間圧延にて板厚０．５ｍｍに仕上げ
た。最終仕上げ焼鈍を９００℃で行なった後、熱膨張特
性を測定した。また、仕上がった板より１５ｍｍ×１５
ｍｍの試験片を切出し、−５０℃で３時間保持後、γ→
α′変態の有無を確認した。各測定結果を表１に示す。
【００１７】また、この発明合金Ｎｏ．１および比較例
合金Ｎｏ．８、さらに、公知の３１．８ｗｔ％Ｎｉ−
４．８５ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ合金（Ｎｏ．１０）のそれぞ
れの熱膨張曲線を図２に示す。なお、図２において、実
線は実施例におけるこの発明合金Ｎｏ．１の場合、破線
は実施例における比較例合金Ｎｏ．８の場合、一点鎖線
は３１．８ｗｔ％Ｎｉ−４．８５ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ合金
（Ｎｏ．１０）の場合を示す。
合金Ｎｏ．８、さらに、公知の３１．８ｗｔ％Ｎｉ−
４．８５ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ合金（Ｎｏ．１０）のそれぞ
れの熱膨張曲線を図２に示す。なお、図２において、実
線は実施例におけるこの発明合金Ｎｏ．１の場合、破線
は実施例における比較例合金Ｎｏ．８の場合、一点鎖線
は３１．８ｗｔ％Ｎｉ−４．８５ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ合金
（Ｎｏ．１０）の場合を示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】この発明によるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金
は、それぞれ極狭い含有範囲に規制されたＮｉとＣｏの
総量を特定範囲内とすることにより、図２に明らかなよ
うに３０℃〜１００℃の熱膨張係数を従来の所謂スーパ
ーインバー合金の熱膨張係数と同等にすることができ、
さらに３０〜３００℃にわたって熱膨張が２×１０-6／
℃以下と極めて小さく、さらに、変移点が２５０℃以
上、変態温度が−５０℃以下となり、低温から高温域の
高範囲の使用環境温度によっても熱膨張係数が極めて小
さく変化せず、精密機器用構造材料等の用途に最適のＦ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨張合金である。
は、それぞれ極狭い含有範囲に規制されたＮｉとＣｏの
総量を特定範囲内とすることにより、図２に明らかなよ
うに３０℃〜１００℃の熱膨張係数を従来の所謂スーパ
ーインバー合金の熱膨張係数と同等にすることができ、
さらに３０〜３００℃にわたって熱膨張が２×１０-6／
℃以下と極めて小さく、さらに、変移点が２５０℃以
上、変態温度が−５０℃以下となり、低温から高温域の
高範囲の使用環境温度によっても熱膨張係数が極めて小
さく変化せず、精密機器用構造材料等の用途に最適のＦ
ｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨張合金である。
【図１】この発明の特徴であるＮｉとＣｏの総量規制を
示す、Ｎｉ量とＣｏ量との関係を示すグラフである。
示す、Ｎｉ量とＣｏ量との関係を示すグラフである。
【図２】温度と熱膨張率との関係を示すグラフである。
実線は実施例におけるこの発明合金Ｎｏ．１の場合、破
線は実施例における比較例合金Ｎｏ．８の場合、一点鎖
線は３１．８ｗｔ％Ｎｉ−４．８５ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ合
金（Ｎｏ．１０）の場合を示す。
実線は実施例におけるこの発明合金Ｎｏ．１の場合、破
線は実施例における比較例合金Ｎｏ．８の場合、一点鎖
線は３１．８ｗｔ％Ｎｉ−４．８５ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ合
金（Ｎｏ．１０）の場合を示す。
【手続補正書】
【提出日】平成５年１月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】この発明によるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨
張合金は、３０〜３００℃の平均熱膨張係数が２×１０
-6／℃以下であることを特徴とするが、１５０℃を超え
た高温域で精密機器などを使用可能にするため３０〜３
００℃の平均熱膨張係数を特定する必要があり、平均熱
膨張係数が２×１０-6／℃を越えると熱膨張による寸法
変化が精密機器用構造材料として許容される寸法変化よ
り大きくなりすぎるため、３０〜３００℃の平均熱膨張
係数を２×１０-6／℃以下に限定する。
張合金は、３０〜３００℃の平均熱膨張係数が２×１０
-6／℃以下であることを特徴とするが、１５０℃を超え
た高温域で精密機器などを使用可能にするため３０〜３
００℃の平均熱膨張係数を特定する必要があり、平均熱
膨張係数が２×１０-6／℃を越えると熱膨張による寸法
変化が精密機器用構造材料として許容される寸法変化よ
り大きくなりすぎるため、３０〜３００℃の平均熱膨張
係数を２×１０-6／℃以下に限定する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】
【表１】
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｎｉ ３１．５〜３４ｗｔ％、Ｃｏ ６
〜８．５ｗｔ％、かつ３８．５≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦４０．５
ｗｔ％を満足し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物元素から
なり、３０〜３００℃の平均熱膨張係数が２×１０-6／
℃以下で熱膨張の変移点が２５０℃以上であり、かつγ
→α′変態温度が−５０℃以下であることを特徴とする
Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨張合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27820692A JP3510278B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨張合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27820692A JP3510278B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨張合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06100985A true JPH06100985A (ja) | 1994-04-12 |
| JP3510278B2 JP3510278B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=17594078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27820692A Expired - Lifetime JP3510278B2 (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系低熱膨張合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3510278B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001059169A1 (fr) * | 2000-02-09 | 2001-08-16 | Nippon Mining & Metals Co.,Ltd. | Alliage fe-ni-co pour masque entierement plat du type masque forme a la presse, masque entierement plat correspondant et tube cathodique couleur utilisant un tel masque |
| JP2011082361A (ja) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Fujitsu Ltd | 回路基板及びその製造方法 |
| JP2011162820A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Res Inst Electric Magnetic Alloys | 高強度低熱膨張合金及びその製造法並びに精密機器 |
| JP2016027188A (ja) * | 2014-07-02 | 2016-02-18 | 新報国製鉄株式会社 | 低熱膨張鋳鋼品及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP27820692A patent/JP3510278B2/ja not_active Expired - Lifetime
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