JPH06264263A - 酸化物層付き金属材料およびその製造方法 - Google Patents
酸化物層付き金属材料およびその製造方法Info
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- JPH06264263A JPH06264263A JP7866793A JP7866793A JPH06264263A JP H06264263 A JPH06264263 A JP H06264263A JP 7866793 A JP7866793 A JP 7866793A JP 7866793 A JP7866793 A JP 7866793A JP H06264263 A JPH06264263 A JP H06264263A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プレス加工など施しても酸化物層の損傷が起
こらず、所要の構造部材に加工し得る酸化物層付き金属
材料、および容易に製造し得る方法の提供を目的とす
る。 【構成】 Cr： 8〜40重量％，Mg，Nb， B，Ca， Yの群
から選ばれた少なくとも１種：0.01〜 5重量％，および
残部：Feから成る金属本体、前記金属本体表面を一体的
に被覆するFe，Crを実質的に含む酸化物層、および前記
酸化物層と金属本体との界面領域を形成する内部酸化物
層から成り、かつ前記内部酸化物層の結晶粒度が金属本
体内部の結晶粒度に較べて小さいことを特徴とする酸化
物層付き金属材料であり、また、この酸化物層付き金属
材料の製造手段として、前記組成系の金属素材を湿潤水
素雰囲気中で焼鈍し、金属素材中のMg，Nb， B，Ca， Y
を表面側に濃縮化させ、その後、酸化雰囲気中で加熱処
理し表面に酸化物層を生成させる。
こらず、所要の構造部材に加工し得る酸化物層付き金属
材料、および容易に製造し得る方法の提供を目的とす
る。 【構成】 Cr： 8〜40重量％，Mg，Nb， B，Ca， Yの群
から選ばれた少なくとも１種：0.01〜 5重量％，および
残部：Feから成る金属本体、前記金属本体表面を一体的
に被覆するFe，Crを実質的に含む酸化物層、および前記
酸化物層と金属本体との界面領域を形成する内部酸化物
層から成り、かつ前記内部酸化物層の結晶粒度が金属本
体内部の結晶粒度に較べて小さいことを特徴とする酸化
物層付き金属材料であり、また、この酸化物層付き金属
材料の製造手段として、前記組成系の金属素材を湿潤水
素雰囲気中で焼鈍し、金属素材中のMg，Nb， B，Ca， Y
を表面側に濃縮化させ、その後、酸化雰囲気中で加熱処
理し表面に酸化物層を生成させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば電子レンジの
内部構造材料などとしての応用に適する酸化物層付き金
属材料、およびその酸化物層付き金属材料の製造方法に
関する。
内部構造材料などとしての応用に適する酸化物層付き金
属材料、およびその酸化物層付き金属材料の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、耐絶縁性や耐酸化性を要
求される構造部材、たとえば電子レンジなど電気機器の
構造部材として使用される酸化物層（酸化膜）付き金属
材料においては、プレス加工性や酸化膜密着性など要求
される場合が往々ある。つまり、量産性の点からはプレ
ス加工や絞り加工による構造部材化が可能なことが要求
され、また、信頼性の点からは酸化性調味料などの接触
による構造部材の酸化損傷の防止、あるいは電気絶縁性
の劣化などの回避・解消を要するからである。従来、こ
の種の用途には、 SUS310Sが一般的に用いられている
が、表面に被着形成した酸化物層が比較的容易に剥離す
る傾向があるので、信頼性の点で問題がある。
求される構造部材、たとえば電子レンジなど電気機器の
構造部材として使用される酸化物層（酸化膜）付き金属
材料においては、プレス加工性や酸化膜密着性など要求
される場合が往々ある。つまり、量産性の点からはプレ
ス加工や絞り加工による構造部材化が可能なことが要求
され、また、信頼性の点からは酸化性調味料などの接触
による構造部材の酸化損傷の防止、あるいは電気絶縁性
の劣化などの回避・解消を要するからである。従来、こ
の種の用途には、 SUS310Sが一般的に用いられている
が、表面に被着形成した酸化物層が比較的容易に剥離す
る傾向があるので、信頼性の点で問題がある。
【０００３】このような問題に対して、Cr：20〜25重量
％，残部Feから成るCr−Fe合金も開発されており、この
Cr−Fe合金の場合は、いわゆる加速酸化が起きず、表面
に生成した酸化物層の密着性も良好であるが、酸化性雰
囲気中，たとえば1200℃程度の高温に曝されると、被着
・形成されている酸化物層が容易に剥離を起こすという
問題がある。すなわち、このCr−Fe合金材料の場合は、
雰囲気が1200℃程度の高温に達する領域での使用に適さ
ないし、前記1200℃より低温領域での使用でも、信頼性
の点でなお懸念される。
％，残部Feから成るCr−Fe合金も開発されており、この
Cr−Fe合金の場合は、いわゆる加速酸化が起きず、表面
に生成した酸化物層の密着性も良好であるが、酸化性雰
囲気中，たとえば1200℃程度の高温に曝されると、被着
・形成されている酸化物層が容易に剥離を起こすという
問題がある。すなわち、このCr−Fe合金材料の場合は、
雰囲気が1200℃程度の高温に達する領域での使用に適さ
ないし、前記1200℃より低温領域での使用でも、信頼性
の点でなお懸念される。
【０００４】また、前記Cr：20〜25重量％，残部Feから
成るCr−Fe合金における問題の解消ないし改善のため、
前記Cr−Fe合金にAlを数重量％添加して成るCr−Al−Fe
合金，あるいはCr−Al−Fe合金にMnやSiをさらに添加し
て成るCr−Al−Mn(Si)−Fe合金が開発されている。
成るCr−Fe合金における問題の解消ないし改善のため、
前記Cr−Fe合金にAlを数重量％添加して成るCr−Al−Fe
合金，あるいはCr−Al−Fe合金にMnやSiをさらに添加し
て成るCr−Al−Mn(Si)−Fe合金が開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記Cr
−Al−Fe合金やCr−Al−Mn(Si)−Fe合金を本体（ベー
ス）とし、表面に酸化物層を生成・成長させて成る酸化
物層付き金属材料の場合は、プレス加工など施さず、そ
のままで使用する態様では酸化物層の剥離・脱落など発
生しないが、酸化物層付き金属材料をプレス加工などす
ると、図２に例示するごとく、前記酸化物層の損傷、換
言すると剥離・脱落が容易に起こるので、実用に供し得
ないのが実情である。ここで、図２は表面に酸化物層を
生成させて成る厚さ 5mmの板状Cr−Al−Mn(Si)−Fe合金
材料を、曲面にプレス加工したときの酸化物層の組織・
性状を斜視的に示す顕微鏡写真であって、酸化物層は微
細なクラックが発生しており、耐絶縁性や耐酸化性が大
幅に低下しいてた。こうした事情から、Cr−Al−Fe合金
やCr−Al−Mn(Si)−Fe合金を所用の形状にプレス加工な
いし絞り加工した後、その加工体に加熱酸化処理を施し
て構造材料としての使用も試みられているが、多数個の
加工体に対する加熱酸化処理に要する装置の大形化が必
要なこと、あるいは加工体の形状などに起因する全体的
に一様な酸化物層の生成・成長の困難なことなど、量産
性や歩留まりの点で多くの問題がある。
−Al−Fe合金やCr−Al−Mn(Si)−Fe合金を本体（ベー
ス）とし、表面に酸化物層を生成・成長させて成る酸化
物層付き金属材料の場合は、プレス加工など施さず、そ
のままで使用する態様では酸化物層の剥離・脱落など発
生しないが、酸化物層付き金属材料をプレス加工などす
ると、図２に例示するごとく、前記酸化物層の損傷、換
言すると剥離・脱落が容易に起こるので、実用に供し得
ないのが実情である。ここで、図２は表面に酸化物層を
生成させて成る厚さ 5mmの板状Cr−Al−Mn(Si)−Fe合金
材料を、曲面にプレス加工したときの酸化物層の組織・
性状を斜視的に示す顕微鏡写真であって、酸化物層は微
細なクラックが発生しており、耐絶縁性や耐酸化性が大
幅に低下しいてた。こうした事情から、Cr−Al−Fe合金
やCr−Al−Mn(Si)−Fe合金を所用の形状にプレス加工な
いし絞り加工した後、その加工体に加熱酸化処理を施し
て構造材料としての使用も試みられているが、多数個の
加工体に対する加熱酸化処理に要する装置の大形化が必
要なこと、あるいは加工体の形状などに起因する全体的
に一様な酸化物層の生成・成長の困難なことなど、量産
性や歩留まりの点で多くの問題がある。
【０００６】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、プレス加工など施しても酸化物層の損傷が起こら
ず、歩留まりよく所要の構造部材に加工し得る酸化物層
付き金属材料、およびこの酸化物層付き金属材料を容易
に得ることが可能な製造方法の提供を目的とする。
で、プレス加工など施しても酸化物層の損傷が起こら
ず、歩留まりよく所要の構造部材に加工し得る酸化物層
付き金属材料、およびこの酸化物層付き金属材料を容易
に得ることが可能な製造方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る酸化物層付
き金属材料は、Cr： 8〜40重量％，Mg，Nb， B，Ca，Y
の群から選ばれた少なくとも１種：0.01〜 5重量％，お
よび残部：Feから成る金属本体、前記金属本体表面を一
体的に被覆するFe，Crを実質的に含む酸化物層、および
前記酸化物層と金属本体との界面領域を形成する内部酸
化物層から成り、かつ前記内部酸化物層の結晶粒度が金
属本体内部の結晶粒度に較べて小さいことを特徴とし、
また本発明に係る酸化物層付き金属材料の製造方法は、
Cr： 8〜40重量％，Mg，Nb， B，Ca， Yの群れから選ば
れた少なくとも１種：0.01〜 5重量％，および残部：Fe
から成る金属素材を湿潤水素雰囲気中で焼鈍し、金属素
材中のMg，Nb， B，Ca， Yを表面側に濃縮化する工程
と、前記湿潤水素雰囲気中で焼鈍処理した金属素材を酸
化雰囲気中で加熱処理し表面に酸化物層を生成させる工
程とを具備して成ることを特徴とする。
き金属材料は、Cr： 8〜40重量％，Mg，Nb， B，Ca，Y
の群から選ばれた少なくとも１種：0.01〜 5重量％，お
よび残部：Feから成る金属本体、前記金属本体表面を一
体的に被覆するFe，Crを実質的に含む酸化物層、および
前記酸化物層と金属本体との界面領域を形成する内部酸
化物層から成り、かつ前記内部酸化物層の結晶粒度が金
属本体内部の結晶粒度に較べて小さいことを特徴とし、
また本発明に係る酸化物層付き金属材料の製造方法は、
Cr： 8〜40重量％，Mg，Nb， B，Ca， Yの群れから選ば
れた少なくとも１種：0.01〜 5重量％，および残部：Fe
から成る金属素材を湿潤水素雰囲気中で焼鈍し、金属素
材中のMg，Nb， B，Ca， Yを表面側に濃縮化する工程
と、前記湿潤水素雰囲気中で焼鈍処理した金属素材を酸
化雰囲気中で加熱処理し表面に酸化物層を生成させる工
程とを具備して成ることを特徴とする。
【０００８】そして、このような本発明は、Cr： 8〜40
重量％，Mg，Nb， B，Ca， Yの群から選ばれた少なくと
も１種：0.01〜 5重量％，および残部：Feから成る合金
を、金属素材として表面に酸化物層を生成（成長）させ
た場合、Mg，Nb， B，Ca， Yなどの添加成分の作用によ
って、金属本体と酸化物層との界面領域に緩衝材的な内
部酸化物層が介在する形を成し、内部酸化物層が金属本
体−酸化物層との密着性などに大きく寄与して、プレス
加工ないし絞り加工を施しても、酸化物層に微細なクラ
ックの発生や、酸化物層の剥離・脱落の現象も全面的に
回避（解消）されるという知見に基づいてなされたもの
である。
重量％，Mg，Nb， B，Ca， Yの群から選ばれた少なくと
も１種：0.01〜 5重量％，および残部：Feから成る合金
を、金属素材として表面に酸化物層を生成（成長）させ
た場合、Mg，Nb， B，Ca， Yなどの添加成分の作用によ
って、金属本体と酸化物層との界面領域に緩衝材的な内
部酸化物層が介在する形を成し、内部酸化物層が金属本
体−酸化物層との密着性などに大きく寄与して、プレス
加工ないし絞り加工を施しても、酸化物層に微細なクラ
ックの発生や、酸化物層の剥離・脱落の現象も全面的に
回避（解消）されるという知見に基づいてなされたもの
である。
【０００９】本発明において、金属本体ないし金属素材
を成すCr−Fe−Mg（Nb， B，Ca， Y）系合金の各成分
は、Cr： 8〜40重量％，Mg，Nb， B，Ca， Yの群から選
ばれた少なくとも１種：0.01〜 5重量％，Fe：残部と選
択される。その理由は、先ず、Cr成分が 8重量％未満で
は酸化保護性の十分な酸化物層を生成・具備し得ない
し、40重量％を超えると逆に所要の酸化物層を生成・具
備が困難となるからであり、一般的には15〜25重量％程
度に選択するのが好ましい。次に、Mg，Nb， B，Ca， Y
の群から選ばれた少なくとも１種の成分は、主要成分を
成すFeに十分固溶せず、また酸化物生成エネルギが低い
ので、加熱した際表面側に移動・析出して金属本体表面
に生成・成長する結晶粒度の微細なCrやFeの酸化物層と
の界面領域に、微細な酸化析出物を生成して、金属本体
内の結晶粒度よりも小さい結晶粒度の内部酸化物層を成
し応力を緩和する作用を呈して、金属本体面とCrやFeの
酸化物層との密着・一体化に寄与するものである。そし
て、このMg，Nb， B，Ca， Y成分が総量で0.01重量％未
満では添加の効果が少なく、また 5重量％を超えると金
属本体が脆くなり易く構造部材として使用し得ないばか
りでなく、酸化が加速される傾向が認められるからであ
り、一般的には 3重量％以下が望ましい。さらに、ここ
で、金属本体内の結晶粒度に対して、内部酸化物層内の
結晶粒度は 1/3程度以下、望ましくは 1/2程度以下であ
り、下限は1/20程度である。
を成すCr−Fe−Mg（Nb， B，Ca， Y）系合金の各成分
は、Cr： 8〜40重量％，Mg，Nb， B，Ca， Yの群から選
ばれた少なくとも１種：0.01〜 5重量％，Fe：残部と選
択される。その理由は、先ず、Cr成分が 8重量％未満で
は酸化保護性の十分な酸化物層を生成・具備し得ない
し、40重量％を超えると逆に所要の酸化物層を生成・具
備が困難となるからであり、一般的には15〜25重量％程
度に選択するのが好ましい。次に、Mg，Nb， B，Ca， Y
の群から選ばれた少なくとも１種の成分は、主要成分を
成すFeに十分固溶せず、また酸化物生成エネルギが低い
ので、加熱した際表面側に移動・析出して金属本体表面
に生成・成長する結晶粒度の微細なCrやFeの酸化物層と
の界面領域に、微細な酸化析出物を生成して、金属本体
内の結晶粒度よりも小さい結晶粒度の内部酸化物層を成
し応力を緩和する作用を呈して、金属本体面とCrやFeの
酸化物層との密着・一体化に寄与するものである。そし
て、このMg，Nb， B，Ca， Y成分が総量で0.01重量％未
満では添加の効果が少なく、また 5重量％を超えると金
属本体が脆くなり易く構造部材として使用し得ないばか
りでなく、酸化が加速される傾向が認められるからであ
り、一般的には 3重量％以下が望ましい。さらに、ここ
で、金属本体内の結晶粒度に対して、内部酸化物層内の
結晶粒度は 1/3程度以下、望ましくは 1/2程度以下であ
り、下限は1/20程度である。
【００１０】本発明において、金属本体ないし金属素材
を成すCr−Fe−Mg（Nb， B，Ca， Y）系合金は、たとえ
ばAl，Ti，Zr，Si， Cなどを含有していてもよい。すな
わち、耐酸化性など上げるためAlを 0.1〜10重量％程
度、望ましくは 1〜 5重量％添加含有させてもよいし、
さらに酸化物の密着性のためにTi，Zr，Si， Cなど 2重
量％程度以下含有してもよい。
を成すCr−Fe−Mg（Nb， B，Ca， Y）系合金は、たとえ
ばAl，Ti，Zr，Si， Cなどを含有していてもよい。すな
わち、耐酸化性など上げるためAlを 0.1〜10重量％程
度、望ましくは 1〜 5重量％添加含有させてもよいし、
さらに酸化物の密着性のためにTi，Zr，Si， Cなど 2重
量％程度以下含有してもよい。
【００１１】一方、本発明に係る製造方法において、焼
鈍を湿潤雰囲気で行うのは、前記添加成分であるMg，N
b， B，Ca， Yが雰囲気中の H2 O によって容易に酸化
し、金属本体と酸化物層との良好な密着性を形成するた
めである。そして、この湿潤雰囲気の湿潤程度は、露点
で表さられ、一般的に25℃程度以下であればよく、また
H2 O が 5％以上含まれている場合は、 N2 やArで希釈
してもよい。さらに、焼鈍温度は、一般的に 600℃程度
以上に設定すればよく、２次再結晶させるときは900℃
程度以上に設定することが望ましい。さらにまた、加熱
酸化処理の雰囲気は、ガス雰囲気、もしくは水蒸気雰囲
気でもいが、酸化炉の初段は酸素分圧を低く設定してお
くのが望ましい。
鈍を湿潤雰囲気で行うのは、前記添加成分であるMg，N
b， B，Ca， Yが雰囲気中の H2 O によって容易に酸化
し、金属本体と酸化物層との良好な密着性を形成するた
めである。そして、この湿潤雰囲気の湿潤程度は、露点
で表さられ、一般的に25℃程度以下であればよく、また
H2 O が 5％以上含まれている場合は、 N2 やArで希釈
してもよい。さらに、焼鈍温度は、一般的に 600℃程度
以上に設定すればよく、２次再結晶させるときは900℃
程度以上に設定することが望ましい。さらにまた、加熱
酸化処理の雰囲気は、ガス雰囲気、もしくは水蒸気雰囲
気でもいが、酸化炉の初段は酸素分圧を低く設定してお
くのが望ましい。
【００１２】なお、金属素材をベースとして、上記酸化
物層を生成・成長させる工程を考慮すると、前記金属素
材を構造部材に加工して組み込んだ後、その使用過程を
通じての雰囲気，加熱温度を利用して、所要の内部酸化
物層および酸化物層を生成・成長させ、酸化物層付き金
属材料化し得るといえる。
物層を生成・成長させる工程を考慮すると、前記金属素
材を構造部材に加工して組み込んだ後、その使用過程を
通じての雰囲気，加熱温度を利用して、所要の内部酸化
物層および酸化物層を生成・成長させ、酸化物層付き金
属材料化し得るといえる。
【００１３】
【作用】本発明に係る酸化物層付き金属材料において
は、金属本体中ないしは金属素材中のMg，Nb， B，Ca，
Y成分によって、金属本体と表面に生成・成長するCrや
Feを含む酸化物層との界面領域に内部酸化物層が介在・
配置した構造を採ることになる。そして、一般的にCrや
Feを含む酸化物層は、細かな粒度でかつ針状層として生
成・成長しているため、結晶粒度の大きい金属本体との
間に大きな応力が働くのに対して、本発明の場合は、金
属本体の結晶粒度よりも微細な結晶粒度の内部酸化物層
が、金属本体とCrやFeを含む酸化物層との界面領域にほ
ぼ一様に生成・成長して、金属本体とCrやFeを含む酸化
物層との間の応力が大幅に緩和、もしくは解消される。
つまり、金属本体とCrやFeを含む酸化物層とは、良好な
密着性を保持・発揮するため、たとえばプレス加工によ
り変形させた場合でも、前記CrやFeを含む酸化物層に微
細なクラックが発生したり、あるいはCrやFeを含む酸化
物層の剥離・脱落も起こさずに、常にすぐれた酸化保護
機能や電気的な絶縁機能を呈することになる。
は、金属本体中ないしは金属素材中のMg，Nb， B，Ca，
Y成分によって、金属本体と表面に生成・成長するCrや
Feを含む酸化物層との界面領域に内部酸化物層が介在・
配置した構造を採ることになる。そして、一般的にCrや
Feを含む酸化物層は、細かな粒度でかつ針状層として生
成・成長しているため、結晶粒度の大きい金属本体との
間に大きな応力が働くのに対して、本発明の場合は、金
属本体の結晶粒度よりも微細な結晶粒度の内部酸化物層
が、金属本体とCrやFeを含む酸化物層との界面領域にほ
ぼ一様に生成・成長して、金属本体とCrやFeを含む酸化
物層との間の応力が大幅に緩和、もしくは解消される。
つまり、金属本体とCrやFeを含む酸化物層とは、良好な
密着性を保持・発揮するため、たとえばプレス加工によ
り変形させた場合でも、前記CrやFeを含む酸化物層に微
細なクラックが発生したり、あるいはCrやFeを含む酸化
物層の剥離・脱落も起こさずに、常にすぐれた酸化保護
機能や電気的な絶縁機能を呈することになる。
【００１４】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。
【００１５】表−１に示す組成（重量％）の溶湯合金９
種を用意し、これらの溶湯合金をそれぞれタンディシュ
ニ採り、高速回転する双ロールに流し込み急冷して、厚
さ 5mmの板材（金属素材）を先ず作成し、これらの各板
材を同じく表−１併記した焼鈍温度（℃）で 時間それ
ぞれ焼鈍処理してから、 900℃でそれぞれ 時間加熱酸
化処理を行い酸化物層付きの金属材料を製造した。（以
下余白） 表−１ 組成 焼鈍温度（℃） 実施例１ Fe-20Cr-3Al-0.8Mg 780 実施例２ Fe-35Cr-2Nb-0.1B 890 実施例３ Fr-15Cr-1Al-1Ca-0.3Ti 1000 実施例４ Fe-27Cr-0.1Zr- 5Mg 1100 実施例５ Fe-30Cr-0.2Si-0.5Ca 700 実施例６ Fe-10Cr-3Al-3Nb 900 実施例７ Fe-20Cr-0.1Y-1B 1000 比較例１ Fe-20Cr 800 比較例２ Fe-20Cr-3Al 800 上記製造したそれぞれの酸化物層付きの金属材料につい
て、厚さ方向に切断してその断面構造・組織を顕微鏡写
真で観察したところ、実施例１〜７の場合はいずれも金
属本体，内部酸化物層，CrやFeを含む酸化物層の３層構
造（厳密には連続的な変化で３層構造とはいえない）を
成していたが、比較例の場合は金属本体−CrやFeを含む
酸化物層の２層構造であった。また、前記各酸化物層付
きの金属材料の断面について、金属本体内（界面部）の
結晶粒度、内部酸化物層内の結晶粒度、および金属本体
内（界面部）と内部酸化物層内とにおける添加成分（M
g，Nb， B，Ca， Y）の濃度比をそれぞれ測定した結果
を表−２に示す。なお、結晶粒度はJIS0551 のオーステ
ナイトの粒度番号で示し、また添加成分の濃度比はＸ線
マイクロアナザイラによる測定値に基づいたものであ
る。（以下余白） 表−２ 界面部の 内部酸化物層内 界面部／内部酸化 結晶粒度 の結晶粒度 物層の濃度比 実施例１ 10 7 20 実施例２ 9 6 80 実施例３ 8 5 200 実施例４ 9 4 400 実施例５ 10 8 70 実施例６ 9 6 150 実施例７ 9 7 100 比較例１ 7 7 − 比較例２ 7 7 − さらに、前記各酸化物層付きの金属材料につき、プレス
加工を施して電子レンジの内張用構造部材を作成したと
ころ、実施例１〜７の場合はいずれも曲げ部分での酸化
物層に、クラック発生や剥離・脱落など全然認められな
かったが、比較例の場合はいずれも曲げ部分で、酸化物
層のクラック発生や剥離・脱落が起こった。図１は、前
記実施例に相当する酸化物層付きの金属材料を曲面にプ
レス加工したときの酸化物層の組織・性状を斜視的に示
す顕微鏡写真であって、酸化物層には微細なクラック発
生が全く認められず（筋状は滑り状態を示すと考えられ
る）、すぐれた耐絶縁性や耐酸化性を呈することが確認
された。
種を用意し、これらの溶湯合金をそれぞれタンディシュ
ニ採り、高速回転する双ロールに流し込み急冷して、厚
さ 5mmの板材（金属素材）を先ず作成し、これらの各板
材を同じく表−１併記した焼鈍温度（℃）で 時間それ
ぞれ焼鈍処理してから、 900℃でそれぞれ 時間加熱酸
化処理を行い酸化物層付きの金属材料を製造した。（以
下余白） 表−１ 組成 焼鈍温度（℃） 実施例１ Fe-20Cr-3Al-0.8Mg 780 実施例２ Fe-35Cr-2Nb-0.1B 890 実施例３ Fr-15Cr-1Al-1Ca-0.3Ti 1000 実施例４ Fe-27Cr-0.1Zr- 5Mg 1100 実施例５ Fe-30Cr-0.2Si-0.5Ca 700 実施例６ Fe-10Cr-3Al-3Nb 900 実施例７ Fe-20Cr-0.1Y-1B 1000 比較例１ Fe-20Cr 800 比較例２ Fe-20Cr-3Al 800 上記製造したそれぞれの酸化物層付きの金属材料につい
て、厚さ方向に切断してその断面構造・組織を顕微鏡写
真で観察したところ、実施例１〜７の場合はいずれも金
属本体，内部酸化物層，CrやFeを含む酸化物層の３層構
造（厳密には連続的な変化で３層構造とはいえない）を
成していたが、比較例の場合は金属本体−CrやFeを含む
酸化物層の２層構造であった。また、前記各酸化物層付
きの金属材料の断面について、金属本体内（界面部）の
結晶粒度、内部酸化物層内の結晶粒度、および金属本体
内（界面部）と内部酸化物層内とにおける添加成分（M
g，Nb， B，Ca， Y）の濃度比をそれぞれ測定した結果
を表−２に示す。なお、結晶粒度はJIS0551 のオーステ
ナイトの粒度番号で示し、また添加成分の濃度比はＸ線
マイクロアナザイラによる測定値に基づいたものであ
る。（以下余白） 表−２ 界面部の 内部酸化物層内 界面部／内部酸化 結晶粒度 の結晶粒度 物層の濃度比 実施例１ 10 7 20 実施例２ 9 6 80 実施例３ 8 5 200 実施例４ 9 4 400 実施例５ 10 8 70 実施例６ 9 6 150 実施例７ 9 7 100 比較例１ 7 7 − 比較例２ 7 7 − さらに、前記各酸化物層付きの金属材料につき、プレス
加工を施して電子レンジの内張用構造部材を作成したと
ころ、実施例１〜７の場合はいずれも曲げ部分での酸化
物層に、クラック発生や剥離・脱落など全然認められな
かったが、比較例の場合はいずれも曲げ部分で、酸化物
層のクラック発生や剥離・脱落が起こった。図１は、前
記実施例に相当する酸化物層付きの金属材料を曲面にプ
レス加工したときの酸化物層の組織・性状を斜視的に示
す顕微鏡写真であって、酸化物層には微細なクラック発
生が全く認められず（筋状は滑り状態を示すと考えられ
る）、すぐれた耐絶縁性や耐酸化性を呈することが確認
された。
【００１６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、さらにい
ろいろの変形を採り得る。
のでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、さらにい
ろいろの変形を採り得る。
【００１７】
【発明の効果】上記説明から分かるように、本発明に係
る酸化物層付き金属材料においては、金属本体部に対し
て密着性良好に酸化物層が生成・一体化している。そし
て、この酸化物層付き金属材料は、プレス加工ないし絞
り加工を施しても表面に生成・一体化している酸化物層
にクラックが発生したりすることもないし、あるいは酸
化物層の剥離・脱落も起こらない。したがって、常にす
ぐれた表面保護機能を呈するばかりでなく、ガラス封着
性なども良好なので、たとえば家電機器などの構造部材
用に適するものといえる。また、本発明に係る酸化物層
付き金属材料の製造方法によれば、上記すぐれた機能・
性能を有する酸化物層付き金属材料を、比較的短時間の
工程で、容易にかつ歩留まりよく得ることが可能であ
る。かくして、本発明は、実用上多くのすぐれた利点を
提供し得るものといえる。
る酸化物層付き金属材料においては、金属本体部に対し
て密着性良好に酸化物層が生成・一体化している。そし
て、この酸化物層付き金属材料は、プレス加工ないし絞
り加工を施しても表面に生成・一体化している酸化物層
にクラックが発生したりすることもないし、あるいは酸
化物層の剥離・脱落も起こらない。したがって、常にす
ぐれた表面保護機能を呈するばかりでなく、ガラス封着
性なども良好なので、たとえば家電機器などの構造部材
用に適するものといえる。また、本発明に係る酸化物層
付き金属材料の製造方法によれば、上記すぐれた機能・
性能を有する酸化物層付き金属材料を、比較的短時間の
工程で、容易にかつ歩留まりよく得ることが可能であ
る。かくして、本発明は、実用上多くのすぐれた利点を
提供し得るものといえる。
【図１】本発明に係る酸化物層付き金属材料のプレス加
工後における表面酸化物層の組織例を示す顕微鏡写真。
工後における表面酸化物層の組織例を示す顕微鏡写真。
【図２】従来の酸化物層付き金属材料のプレス加工後に
おける表面酸化物層の組織例を示す顕微鏡写真。
おける表面酸化物層の組織例を示す顕微鏡写真。
なし
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大森 廣文 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 福田 正幸 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内
Claims (2)
- 【請求項１】 Cr： 8〜40重量％，Mg，Nb， B，Ca， Y
の群から選ばれた少なくとも１種：0.01〜 5重量％，お
よび残部：Feから成る金属本体、前記金属本体表面を一
体的に被覆するFe，Crを実質的に含む酸化物層、および
前記酸化物層と金属本体との界面領域を形成する内部酸
化物層から成り、かつ前記内部酸化物層の結晶粒度が金
属本体内部の結晶粒度に較べて小さいことを特徴とする
酸化物層付き金属材料。 - 【請求項２】 Cr： 8〜40重量％，Mg，Nb， B，Ca， Y
の群れから選ばれた少なくとも１種：0.01〜 5重量％，
および残部：Feから成る金属素材を湿潤水素雰囲気中で
焼鈍し、金属素材中のMg，Nb， B，Ca， Y成分を表面側
に濃縮化する工程と、前記湿潤水素雰囲気中で焼鈍処理
した金属素材を酸化雰囲気中で加熱処理し表面に酸化物
層を生成・成長させる工程とを具備して成ることを特徴
とする酸化物層付き金属材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7866793A JPH06264263A (ja) | 1993-03-14 | 1993-03-14 | 酸化物層付き金属材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7866793A JPH06264263A (ja) | 1993-03-14 | 1993-03-14 | 酸化物層付き金属材料およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06264263A true JPH06264263A (ja) | 1994-09-20 |
Family
ID=13668220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7866793A Withdrawn JPH06264263A (ja) | 1993-03-14 | 1993-03-14 | 酸化物層付き金属材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06264263A (ja) |
-
1993
- 1993-03-14 JP JP7866793A patent/JPH06264263A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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