JPH0627288B2 - ストレインゲ−ジ用合金およびストレインゲ−ジの製造法 - Google Patents
ストレインゲ−ジ用合金およびストレインゲ−ジの製造法Info
- Publication number
- JPH0627288B2 JPH0627288B2 JP59133080A JP13308084A JPH0627288B2 JP H0627288 B2 JPH0627288 B2 JP H0627288B2 JP 59133080 A JP59133080 A JP 59133080A JP 13308084 A JP13308084 A JP 13308084A JP H0627288 B2 JPH0627288 B2 JP H0627288B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- alloy
- gauge
- temperature
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は鉄(Fe)，クロム(Cr)，コバルト(Co)，タングス
テン(W)，モリブデン(Mo)，ニオブ(Nb)およびタンタル
(Ta)の元素と、少量の不純物を含むストレインゲージ用
合金の製造法、ならびにこの合金を利用したストレイン
センサに関するもので、その目的とするところは加工後
５５０℃以上１０００℃以下の温度で加熱処理すること
によりゲージ率の最大値１２を得るための製造法を提供
するにある。
テン(W)，モリブデン(Mo)，ニオブ(Nb)およびタンタル
(Ta)の元素と、少量の不純物を含むストレインゲージ用
合金の製造法、ならびにこの合金を利用したストレイン
センサに関するもので、その目的とするところは加工後
５５０℃以上１０００℃以下の温度で加熱処理すること
によりゲージ率の最大値１２を得るための製造法を提供
するにある。
（従来の技術） ストレインゲージ（以下単にゲージと呼ぶ）は土木、機
械、各種構造体等の歪や応力を計測するためのストレイ
ンセンサであつて、近年これを応用した圧力計やロード
セル生体の健康管理に関する各種計測器や電子式はかり
の分野にまで利用されるようになつてきた。
械、各種構造体等の歪や応力を計測するためのストレイ
ンセンサであつて、近年これを応用した圧力計やロード
セル生体の健康管理に関する各種計測器や電子式はかり
の分野にまで利用されるようになつてきた。
ゲージは金属細線（１３〜２５μｍφ）または箔（厚さ
３〜５μｍｔ）をグリツド状あるいはロゼツト状に構成
したもので、これを起歪体に接着剤で貼付して起歪体に
生じた歪をゲージの抵抗変化から間接的に測定するもの
である。ゲージの歪に対する感度はゲージ率Ｋによつて
決まり、次式で表わされる。
３〜５μｍｔ）をグリツド状あるいはロゼツト状に構成
したもので、これを起歪体に接着剤で貼付して起歪体に
生じた歪をゲージの抵抗変化から間接的に測定するもの
である。ゲージの歪に対する感度はゲージ率Ｋによつて
決まり、次式で表わされる。
ここでＲは全抵抗、σはポアソン比、ρは比電気抵抗お
よびｌは全長である。
よびｌは全長である。
ところで近年自動化技術の進展に伴いゲージの需要が大
幅に増加しているが、一方ではゲージの性能、安定性あ
るいは信頼性等に対しては改善の余地がかなりある。特
に計測の分解能を高めることによつて一層精度を向上で
きるので、ゲージ率の大きな材料の開発が強く望まれて
いる。
幅に増加しているが、一方ではゲージの性能、安定性あ
るいは信頼性等に対しては改善の余地がかなりある。特
に計測の分解能を高めることによつて一層精度を向上で
きるので、ゲージ率の大きな材料の開発が強く望まれて
いる。
第１表には現在知られている主要なゲージ材のゲージ特
性（ゲージ率Ｋ、対銅熱起電力Emf、比電気抵抗ρおよ
び比電気抵抗の温度係数TCR）が示してある。第１表の
うち上記の目的、すなわち高いゲージ率を示す材料とし
てはPt-Ir合金、Pt-Rh-Pd合金、純白金、純ニツケルお
よび半導体等があるが、前３者は非常に高価、純ニツケ
ルは抵抗-歪曲線において直線性に劣るだけでなくTCRが
非常に大きい、また半導体はゲージ率のばらつきが非常
に大きい等のそれぞれの欠点があつて、いずれも要求条
件を満たす材料は現在見い出されていないのが現実であ
る。
性（ゲージ率Ｋ、対銅熱起電力Emf、比電気抵抗ρおよ
び比電気抵抗の温度係数TCR）が示してある。第１表の
うち上記の目的、すなわち高いゲージ率を示す材料とし
てはPt-Ir合金、Pt-Rh-Pd合金、純白金、純ニツケルお
よび半導体等があるが、前３者は非常に高価、純ニツケ
ルは抵抗-歪曲線において直線性に劣るだけでなくTCRが
非常に大きい、また半導体はゲージ率のばらつきが非常
に大きい等のそれぞれの欠点があつて、いずれも要求条
件を満たす材料は現在見い出されていないのが現実であ
る。
（発明が解決しようとする問題点） 先に本発明者らはFe-Cr-Co系合金（特公昭４５−１３２
２９号）およびFe-Cr-Co-W-Mo-Nb-Ta系合金（特開昭５
８−１７１５５７号）が高いゲージ率を有する材料であ
ることを提案したが、ゲージ率の最大値は約６で、上記
先願合金の製造法ではこれ以上大きな値を得ることは不
可能である。そこで本発明者らはゲージ率の大きな材料
を見い出すために、上記先願合金系の製造法に改良を加
え高感度なストレインセンサを製造する目的で鋭意研究
を行つた結果、ゲージ率が先願合金の製造法によるもの
より約２倍の高い値を得ることに成功した。
２９号）およびFe-Cr-Co-W-Mo-Nb-Ta系合金（特開昭５
８−１７１５５７号）が高いゲージ率を有する材料であ
ることを提案したが、ゲージ率の最大値は約６で、上記
先願合金の製造法ではこれ以上大きな値を得ることは不
可能である。そこで本発明者らはゲージ率の大きな材料
を見い出すために、上記先願合金系の製造法に改良を加
え高感度なストレインセンサを製造する目的で鋭意研究
を行つた結果、ゲージ率が先願合金の製造法によるもの
より約２倍の高い値を得ることに成功した。
すなわち上記先願合金の従来製造法によれば、減面率１
％以上で冷間加工した合金に４００℃以下の温度で１分
以上１００時間以下加熱することによつてゲージ特性が
安定し、しかもゲージ率が２〜５．７の比較的大きな値
を得ることが可能であるが、４００℃以上の高い温度で
加熱すれば上記先願合金のゲージ率は一般に低下するば
かりでなく、耐酸化性が悪化する欠点が知られていた。
ゲージ率の低下する原因としては、合金の組織が広い組
成範囲にわたつてα単相で、４００℃を越える温度で加
熱しても組織的には何ら変化しないものの加工による内
部歪が次第に減ずることによつてゲージ率が低下するこ
とが考えられる。しかしこの内部歪を何らかの方法で増
加できれば逆にゲージ率の増加も考えられることから、
本発明者らはまず第１６図に示す２０℃におけるFe-Cr-
Co系合金の状態図を検討した結果、ε相およびγ相に接
しているα相合金はε相やμ相の析出の可能性が存在す
るので、これら析出物周囲の歪エネルギーによつてゲー
ジ率を高められるものと予想した。またこの効果は他元
素、例えばMo，Ｗ，NbあるいはTa等の添加によつて増長
するものと考えられる。
％以上で冷間加工した合金に４００℃以下の温度で１分
以上１００時間以下加熱することによつてゲージ特性が
安定し、しかもゲージ率が２〜５．７の比較的大きな値
を得ることが可能であるが、４００℃以上の高い温度で
加熱すれば上記先願合金のゲージ率は一般に低下するば
かりでなく、耐酸化性が悪化する欠点が知られていた。
ゲージ率の低下する原因としては、合金の組織が広い組
成範囲にわたつてα単相で、４００℃を越える温度で加
熱しても組織的には何ら変化しないものの加工による内
部歪が次第に減ずることによつてゲージ率が低下するこ
とが考えられる。しかしこの内部歪を何らかの方法で増
加できれば逆にゲージ率の増加も考えられることから、
本発明者らはまず第１６図に示す２０℃におけるFe-Cr-
Co系合金の状態図を検討した結果、ε相およびγ相に接
しているα相合金はε相やμ相の析出の可能性が存在す
るので、これら析出物周囲の歪エネルギーによつてゲー
ジ率を高められるものと予想した。またこの効果は他元
素、例えばMo，Ｗ，NbあるいはTa等の添加によつて増長
するものと考えられる。
以上の構想を基に本発明らは幾多研究した結果、冷間加
工後５５０℃以上好ましくは６００℃以上１０００℃以
下で１分以上１００時間以下加熱した後適当な方法で冷
却することによつてゲージ率の最高値１２を得ることが
明らかになつた。
工後５５０℃以上好ましくは６００℃以上１０００℃以
下で１分以上１００時間以下加熱した後適当な方法で冷
却することによつてゲージ率の最高値１２を得ることが
明らかになつた。
（問題点を解決する手段） 本発明のストレインゲージ用合金の製造法は、重量比に
てクロム３〜３５％、コバルト４０％以下、およびタン
グステン９％以下、モリブデン１０以下、ニオブ７％以
下、タンタル１０％以下のうちから選ばれた１種あるい
は２種以上の合計0.01〜１５％と少量の不純物を含有
し、残部は実質的に鉄からなる合金を、減面率１％以上
99.9％以下の冷間加工を施し、さらに５５０℃以上１０
００℃以下の温度で１分以上１００時間以下加熱しゲー
ジ率３以上の合金を得ることを特徴とするものである。
てクロム３〜３５％、コバルト４０％以下、およびタン
グステン９％以下、モリブデン１０以下、ニオブ７％以
下、タンタル１０％以下のうちから選ばれた１種あるい
は２種以上の合計0.01〜１５％と少量の不純物を含有
し、残部は実質的に鉄からなる合金を、減面率１％以上
99.9％以下の冷間加工を施し、さらに５５０℃以上１０
００℃以下の温度で１分以上１００時間以下加熱しゲー
ジ率３以上の合金を得ることを特徴とするものである。
また本発明のストレインゲージの製造法は、重量比にて
クロム３〜３５％、コバルト４０％以下、およびタング
ステン９％以下、モリブデン１０％以下、ニオブ７％以
下、タンタル１０％以下のうちから選ばれた１種あるい
は２種以上の合計0.01〜１５％と少量の不純物を含有
し、残部は実質的に鉄からなる合金を、減面率１％以上
99.9％以下の冷間加工を施して得られた線径0.05〜0.02
mmの極細線を５５０℃以上１０００℃以下の温度で１分
以上１００時間以下加熱処理後、電気絶縁性を有する薄
膜基板上にグリツド状またはロゼツト状の所望の形状に
配置、固定し接着した後、さらに４００℃以下の温度で
キユアリングするものである。
クロム３〜３５％、コバルト４０％以下、およびタング
ステン９％以下、モリブデン１０％以下、ニオブ７％以
下、タンタル１０％以下のうちから選ばれた１種あるい
は２種以上の合計0.01〜１５％と少量の不純物を含有
し、残部は実質的に鉄からなる合金を、減面率１％以上
99.9％以下の冷間加工を施して得られた線径0.05〜0.02
mmの極細線を５５０℃以上１０００℃以下の温度で１分
以上１００時間以下加熱処理後、電気絶縁性を有する薄
膜基板上にグリツド状またはロゼツト状の所望の形状に
配置、固定し接着した後、さらに４００℃以下の温度で
キユアリングするものである。
（作 用） 以下本発明について詳細に説明する。
本発明合金を製造するには、重量比にてCr３〜３５％、
Co０〜４０％およびＷ９％以下、Mo１０％以下、Nb７％
以下、Ta１０％以下のうち１種または２種以上の合金0.
01〜１５％と残部Feからなる合金を空気中、好ましくは
非酸化性雰囲気中あるいは真空中において適当な溶解炉
を用いて溶解し、さらに脱酸剤、脱硫剤を少量（１％以
下）添加してできるだけ不純物を取り除き充分に撹拌し
組成的に均一にする。
Co０〜４０％およびＷ９％以下、Mo１０％以下、Nb７％
以下、Ta１０％以下のうち１種または２種以上の合金0.
01〜１５％と残部Feからなる合金を空気中、好ましくは
非酸化性雰囲気中あるいは真空中において適当な溶解炉
を用いて溶解し、さらに脱酸剤、脱硫剤を少量（１％以
下）添加してできるだけ不純物を取り除き充分に撹拌し
組成的に均一にする。
つぎにこれを適当な形および大きさの鋳型に注入して健
全な鋳塊を得る。さらにこの鋳塊を高温あるいは常温に
おいて鍛造、圧延あるいは引抜き等の方法によつて減面
率１％以上99.9％以下の冷間加工を施し、目的の形状の
もの例えば、線径0.02mmφの極細線あるいは厚さ0.02mm
の箔材を造り、これを真空中あるいは還元ガス中若しく
は不活性ガス中で５５０℃以上１０００℃以下の温度で
１分以上１００時間以下加熱する熱処理を施して目的の
試料を得る。この際真空度の比較的低い加熱炉の場合に
は素材近傍に活性力の強いガス吸収剤をおくと酸化防止
の効果が顕著に現われる。尚上記製造法中連続鋳造法あ
るいは液体急冷法により得られた極細線あるいは箔材
は、本発明に係わる加熱処理を施こすことによつて本発
明の製造法と同様に高いゲージ率を得ることが可能であ
る。
全な鋳塊を得る。さらにこの鋳塊を高温あるいは常温に
おいて鍛造、圧延あるいは引抜き等の方法によつて減面
率１％以上99.9％以下の冷間加工を施し、目的の形状の
もの例えば、線径0.02mmφの極細線あるいは厚さ0.02mm
の箔材を造り、これを真空中あるいは還元ガス中若しく
は不活性ガス中で５５０℃以上１０００℃以下の温度で
１分以上１００時間以下加熱する熱処理を施して目的の
試料を得る。この際真空度の比較的低い加熱炉の場合に
は素材近傍に活性力の強いガス吸収剤をおくと酸化防止
の効果が顕著に現われる。尚上記製造法中連続鋳造法あ
るいは液体急冷法により得られた極細線あるいは箔材
は、本発明に係わる加熱処理を施こすことによつて本発
明の製造法と同様に高いゲージ率を得ることが可能であ
る。
また上記の製造法により得られた極細線や箔材をゲージ
状に構成して、これを被測定物に接着剤で貼付した場合
でも、そのゲージ特性は合金素材のそれと何ら変らな
い。
状に構成して、これを被測定物に接着剤で貼付した場合
でも、そのゲージ特性は合金素材のそれと何ら変らな
い。
すなわち上記加工法により得た線径0.05〜0.02mmの極細
線を５５０℃以上好ましくは６００℃以上１０００℃以
下の温度で１分以上１００時間以下加熱処理後、電気絶
縁性を有する薄膜基板上にグリツド状またはロゼツト状
に配置し、固定し、接着した後、必要ならばさらに４０
０℃以下の温度でキユアリングしたストレインゲージの
ゲージ特性は合金の特性を十分に発揮した。
線を５５０℃以上好ましくは６００℃以上１０００℃以
下の温度で１分以上１００時間以下加熱処理後、電気絶
縁性を有する薄膜基板上にグリツド状またはロゼツト状
に配置し、固定し、接着した後、必要ならばさらに４０
０℃以下の温度でキユアリングしたストレインゲージの
ゲージ特性は合金の特性を十分に発揮した。
また上記加工法により得た厚さ２５〜１μｍの箔材を５
５０℃以上好ましくは６００℃以上１０００℃以下の温
度で１分以上１００時間以下加熱処理後、フオトレジス
ト法やレーザートリミング法等でグリツド状またはロゼ
ツト状に成形処理し、これを電気絶縁性を有する薄膜基
板上に配置、固定し、接着した後、必要ならばさらに４
００℃以下の温度でキユアリングしたストレインゲージ
のゲージ特性は合金の特性を十分に発揮した。
５０℃以上好ましくは６００℃以上１０００℃以下の温
度で１分以上１００時間以下加熱処理後、フオトレジス
ト法やレーザートリミング法等でグリツド状またはロゼ
ツト状に成形処理し、これを電気絶縁性を有する薄膜基
板上に配置、固定し、接着した後、必要ならばさらに４
００℃以下の温度でキユアリングしたストレインゲージ
のゲージ特性は合金の特性を十分に発揮した。
さらに上記の極細線または箔材で製造したストレインゲ
ージは各種計測機器のストレインセンサとしても有用性
があり、これを応用したロードセル，電子式秤，圧力
計、力率計あるいは引張試験機等においても合金の特性
を十分に発揮し得るものであり、本発明が各種工業界の
厳しい要求条件に対して十分にクリアできる製造法は工
業上利するところ多大である。
ージは各種計測機器のストレインセンサとしても有用性
があり、これを応用したロードセル，電子式秤，圧力
計、力率計あるいは引張試験機等においても合金の特性
を十分に発揮し得るものであり、本発明が各種工業界の
厳しい要求条件に対して十分にクリアできる製造法は工
業上利するところ多大である。
しかして上記の製造法により得られた合金試料につい
て、ゲージ特性を測定したところ、Ｋ：４〜１２、Em
f：±３μＶ／℃、ρ：５０μΩ-cm以上およびTCR：１
５×１０-4／℃以下の特性が得られる。
て、ゲージ特性を測定したところ、Ｋ：４〜１２、Em
f：±３μＶ／℃、ρ：５０μΩ-cm以上およびTCR：１
５×１０-4／℃以下の特性が得られる。
第１図，第２図，第３図および第４図はFe-15％Cr-０〜
70％Co合金にそれぞれＷ７％、Mo４％、Nb３％およびTa
５％添加した場合のCo量に対するゲージ率の変化を示
す。図中の温度は最適加熱処理温度を示す。第５図はゲ
ージ率について、Ｗ，Mo，NbあるいはTa添加量の組成依
存性を示したものである。
70％Co合金にそれぞれＷ７％、Mo４％、Nb３％およびTa
５％添加した場合のCo量に対するゲージ率の変化を示
す。図中の温度は最適加熱処理温度を示す。第５図はゲ
ージ率について、Ｗ，Mo，NbあるいはTa添加量の組成依
存性を示したものである。
（実施例） 次に本発明の実施例について述べる。
実施例 １ 合金番号121（組成Fe＝56.1％，Cr＝14.0％，Co＝23.4
％，Ｗ＝6.5％）の合金の製造 原料としては99.97％純度の電解鉄、99.44％純度の金属
クロム、99.59％純度の電解コバルトおよび99.9％純度
の金属タングステンを用いた。試料を造るには原料を全
重量１００ｇでアルミナ坩堝に入れ、酸化を防ぐため表
面にアルゴンガスを吹きつけながら、空気中で高周波誘
導電気炉を用いて溶かした。その後よく撹拌して均質な
溶融合金とした。つぎにこれを内径１０mm、高さ１２０
mmの鉄型に鋳込み鋳塊とした。鋳塊を１０００℃で鍛造
して外径５mmの丸棒にし、さらに１０００℃で中間焼鈍
した後、スエージングおよび冷間引抜きにより直径０．
５mmとし、再び１０００℃で中間焼鈍をして冷間引抜き
により直径0.02mmの極細線とした。つぎに外径２０mmの
石英製ボビンに巻きつけ、これを真空中４００〜１２０
０℃の各種温度に１時間保持した後、室温まで炉中冷却
して試料とした。この試料の熱処理温度および保持時間
に対応したゲージ率はそれぞれ第６図および第７図に示
すとおりである。第６図の曲線(B)から８５０℃の熱処
理温度においてゲージ率の最大値11.5が得られることが
わかる。
％，Ｗ＝6.5％）の合金の製造 原料としては99.97％純度の電解鉄、99.44％純度の金属
クロム、99.59％純度の電解コバルトおよび99.9％純度
の金属タングステンを用いた。試料を造るには原料を全
重量１００ｇでアルミナ坩堝に入れ、酸化を防ぐため表
面にアルゴンガスを吹きつけながら、空気中で高周波誘
導電気炉を用いて溶かした。その後よく撹拌して均質な
溶融合金とした。つぎにこれを内径１０mm、高さ１２０
mmの鉄型に鋳込み鋳塊とした。鋳塊を１０００℃で鍛造
して外径５mmの丸棒にし、さらに１０００℃で中間焼鈍
した後、スエージングおよび冷間引抜きにより直径０．
５mmとし、再び１０００℃で中間焼鈍をして冷間引抜き
により直径0.02mmの極細線とした。つぎに外径２０mmの
石英製ボビンに巻きつけ、これを真空中４００〜１２０
０℃の各種温度に１時間保持した後、室温まで炉中冷却
して試料とした。この試料の熱処理温度および保持時間
に対応したゲージ率はそれぞれ第６図および第７図に示
すとおりである。第６図の曲線(B)から８５０℃の熱処
理温度においてゲージ率の最大値11.5が得られることが
わかる。
実施例 ２ 合金番号200（組成Fe＝53.0％，Cr＝14.4％，Co＝28.8
％，Mo＝3.8％）の合金の製造 原料は実施例１と同じ純度の鉄、クロム、コバルトと9
9.9％純度のモリブデンを用いた。試料の製造方法は実
施例１と同じである。試料に実施例１と同様の熱処理を
施して、第８図および第９図に示すような特性を得た。
第８図の曲線(B)から７００℃の熱処理温度においてゲ
ージ率の最大値９．５が得られることがわかる。
％，Mo＝3.8％）の合金の製造 原料は実施例１と同じ純度の鉄、クロム、コバルトと9
9.9％純度のモリブデンを用いた。試料の製造方法は実
施例１と同じである。試料に実施例１と同様の熱処理を
施して、第８図および第９図に示すような特性を得た。
第８図の曲線(B)から７００℃の熱処理温度においてゲ
ージ率の最大値９．５が得られることがわかる。
実施例 ３ 合金番号333（組成Fe＝53.4％，Cr＝14.6％，Co＝29.1
％，Nb＝2.9％）の合金の製造 原料は実施例１と同じ純度の鉄、クロム、コバルトと9
9.95％純度の金属ニオブを用いた。試料の製造方法は実
施例１と同じである。試料に実施例１と同様の熱処理を
施して、第１０図および第１１図に示すような特性を得
た。第１０図の曲線(B)から８００℃の熱処理温度にお
いてゲージ率の最大値９．９が得られることがわかる。
％，Nb＝2.9％）の合金の製造 原料は実施例１と同じ純度の鉄、クロム、コバルトと9
9.95％純度の金属ニオブを用いた。試料の製造方法は実
施例１と同じである。試料に実施例１と同様の熱処理を
施して、第１０図および第１１図に示すような特性を得
た。第１０図の曲線(B)から８００℃の熱処理温度にお
いてゲージ率の最大値９．９が得られることがわかる。
実施例 ４ 合金番号402（組成Fe＝52.3％，Cr＝14.3％，Co＝28.6
％，Ta＝4.8％）の合金の製造 原料は実施例１と同じ純度の鉄、クロム、コバルトと9
9.9％純度の金属タンタルを用いた。試料の製造方法は
実施例１と同じである。試料に実施例１と同様の熱処理
を施して、第１２図および第１３図に示すような特性を
得た。第１２図の曲線(B)から８５０℃の熱処理温度に
おいてゲージ率の最大値10.3が得られることがわかる。
％，Ta＝4.8％）の合金の製造 原料は実施例１と同じ純度の鉄、クロム、コバルトと9
9.9％純度の金属タンタルを用いた。試料の製造方法は
実施例１と同じである。試料に実施例１と同様の熱処理
を施して、第１２図および第１３図に示すような特性を
得た。第１２図の曲線(B)から８５０℃の熱処理温度に
おいてゲージ率の最大値10.3が得られることがわかる。
実施例 ５ 合金番号555（組成Fe＝46.9％，Cr＝18.9％，Co＝26.7
％，Ｗ＝6.5％，Nb＝1.0％）の合金の製造 原料は実施例１と同じ純度の鉄、クロム、コバルト、8
0.0％純度のフエロタングステンと64.1％純度のフエロ
ニオブを用いた。試料の製造方法は実施例１と同じであ
る。試料は水素雰囲気中で４００〜１０００℃の各種温
度に１時間保持した後室温まで炉中冷却した。この試料
の特性曲線を第１４図および第１５図に示す。第１４図
の曲線(B)から８００℃の熱処理温度においてゲージ率
の最大値12.0が得られることがわかる。
％，Ｗ＝6.5％，Nb＝1.0％）の合金の製造 原料は実施例１と同じ純度の鉄、クロム、コバルト、8
0.0％純度のフエロタングステンと64.1％純度のフエロ
ニオブを用いた。試料の製造方法は実施例１と同じであ
る。試料は水素雰囲気中で４００〜１０００℃の各種温
度に１時間保持した後室温まで炉中冷却した。この試料
の特性曲線を第１４図および第１５図に示す。第１４図
の曲線(B)から８００℃の熱処理温度においてゲージ率
の最大値12.0が得られることがわかる。
なお本発明合金領域に属する代表的な合金のゲージ特性
を第２表に示しておいた。
を第２表に示しておいた。
以上本発明は第１図乃至第１５図、実施例１乃至実施例
５および第２表からもわかるようにCr３〜３５％、Co０
〜４０％およびＷ９％以下、Mo１０％以下、Nb７％以
下、Ta１０％以下のうち１種または２種以上の合金0.01
〜１５％と残部Feからなる合金に減面率１％以上99.9％
以下の冷間加工を施した後、５５０℃好ましくは６００
〜１０００℃以下の温度で１分以上１００時間以下加熱
処理する製造法によつてゲージ率が加工状態および４０
０℃以下の熱処理状態のそれより２〜３倍の大きな値４
〜１２を得ることができゲージ特性の安定性も良好とな
る。さらに上記製造法によると硬度も加工状態の５００
から３５０以下に減少するが、適当な弾力性を有するの
で、ゲージとして使用する場合には好都合である。
５および第２表からもわかるようにCr３〜３５％、Co０
〜４０％およびＷ９％以下、Mo１０％以下、Nb７％以
下、Ta１０％以下のうち１種または２種以上の合金0.01
〜１５％と残部Feからなる合金に減面率１％以上99.9％
以下の冷間加工を施した後、５５０℃好ましくは６００
〜１０００℃以下の温度で１分以上１００時間以下加熱
処理する製造法によつてゲージ率が加工状態および４０
０℃以下の熱処理状態のそれより２〜３倍の大きな値４
〜１２を得ることができゲージ特性の安定性も良好とな
る。さらに上記製造法によると硬度も加工状態の５００
から３５０以下に減少するが、適当な弾力性を有するの
で、ゲージとして使用する場合には好都合である。
つぎに本発明合金の組成、加工率および熱処理条件等の
数値を限定した理由について述べる。
数値を限定した理由について述べる。
まず合金の組成をCr３〜３５％、Co４０％以下およびＷ
９％以下、Mo１０％以下、Nb７％以下、Ta１０％以下の
うち１種または２種以上の合計0.01〜１５％および残部
Feと限定した理由は第１図乃至第１５図、各実施例およ
び第２表で明らかなように、それらの組成範囲からはず
れるとゲージ率が４以下となり、加工性も悪化して所期
の要求条件を満足できないのでストレインゲージ用合金
あるいはストレインセンサとして不適当となるからであ
る。なお第３表に組成と諸特性との関係を示す。
９％以下、Mo１０％以下、Nb７％以下、Ta１０％以下の
うち１種または２種以上の合計0.01〜１５％および残部
Feと限定した理由は第１図乃至第１５図、各実施例およ
び第２表で明らかなように、それらの組成範囲からはず
れるとゲージ率が４以下となり、加工性も悪化して所期
の要求条件を満足できないのでストレインゲージ用合金
あるいはストレインセンサとして不適当となるからであ
る。なお第３表に組成と諸特性との関係を示す。
また本発明合金の製造法において、冷間加工の減面率を
１％以上99.9％以下、加熱温度を５５０℃以上１０００
℃以下ならびに加熱時間を１分以上１００時間以下と限
定した理由は上記の各々の範囲からはずれるとそれぞれ
加工性と製造コスト、ゲージ率、加工性と製造コスト、
および加工性、製造コストとゲージ特性の安定性に大き
な問題が生じるので、ストレインゲージ用合金の製造法
として不適当となるからである。なお第４表に製造条件
とゲージ率、加工性、製造コストおよびゲージ特性の安
定性との関係を示す。
１％以上99.9％以下、加熱温度を５５０℃以上１０００
℃以下ならびに加熱時間を１分以上１００時間以下と限
定した理由は上記の各々の範囲からはずれるとそれぞれ
加工性と製造コスト、ゲージ率、加工性と製造コスト、
および加工性、製造コストとゲージ特性の安定性に大き
な問題が生じるので、ストレインゲージ用合金の製造法
として不適当となるからである。なお第４表に製造条件
とゲージ率、加工性、製造コストおよびゲージ特性の安
定性との関係を示す。
なお、本発明合金の熱処理温度を550 ℃〜1000℃に限定
した理由は次の通りである。すなわち、400 ℃以下の熱
処理では結晶構造が体心立方構造（ＢＣＣ）であった
が、400 〜500 ℃を超えると、面心立方構造（ＦＣＣ）
に一部変化し、熱処理温度の増加と共に面心立方構造が
増加し、電子の散乱の程度が大きくなり、抵抗値が増加
してゲージ率Ｋが組成によってＫ＝４〜12位まで大きく
なるのである。
した理由は次の通りである。すなわち、400 ℃以下の熱
処理では結晶構造が体心立方構造（ＢＣＣ）であった
が、400 〜500 ℃を超えると、面心立方構造（ＦＣＣ）
に一部変化し、熱処理温度の増加と共に面心立方構造が
増加し、電子の散乱の程度が大きくなり、抵抗値が増加
してゲージ率Ｋが組成によってＫ＝４〜12位まで大きく
なるのである。
しかしながら、熱処理温度が1000℃を超えると、結晶構
造が面心立方構造が多くなりすぎることと、結晶構造が
均質となり、電子の散乱の程度が低下し、抵抗値が下が
り、ゲージ率Ｋが低下するものと思われる。
造が面心立方構造が多くなりすぎることと、結晶構造が
均質となり、電子の散乱の程度が低下し、抵抗値が下が
り、ゲージ率Ｋが低下するものと思われる。
このような知見は実験により初めて知見したものであ
り、従来の技術常識で想像されていたことと全く反対の
知見であり、このような知見は本願発明をもって嚆矢と
し、本発明出願前は何人も予見し得なかったものであ
る。このことは添付図面第６図，第８図，第10図，第12
図，第14図に示されている。本発明では以上の如き知見
に基き、熱処理温度を550 ℃以上1000℃以下と限定した
ものである。
り、従来の技術常識で想像されていたことと全く反対の
知見であり、このような知見は本願発明をもって嚆矢と
し、本発明出願前は何人も予見し得なかったものであ
る。このことは添付図面第６図，第８図，第10図，第12
図，第14図に示されている。本発明では以上の如き知見
に基き、熱処理温度を550 ℃以上1000℃以下と限定した
ものである。
（発明の効果） 以上本発明によれば公知のFe-Cr-Co系合金やFe-Cr-Co-W
-Mo-Nb-Ta系合金の冷間加工法のみに比較してゲージ率
が２倍以上の高い値と安定性を有するストレインゲージ
用合金の製造法およびストレインセンサを提供すること
ができるとともに、高感度高安定性が要求されているス
トレインセンサ、ロードセルあるいはロードセルを利用
した各種秤や圧力計は本発明合金の特性を十分に発揮し
得るものである。
-Mo-Nb-Ta系合金の冷間加工法のみに比較してゲージ率
が２倍以上の高い値と安定性を有するストレインゲージ
用合金の製造法およびストレインセンサを提供すること
ができるとともに、高感度高安定性が要求されているス
トレインセンサ、ロードセルあるいはロードセルを利用
した各種秤や圧力計は本発明合金の特性を十分に発揮し
得るものである。
第１図乃至第４図はFe-15％Cr-Co系にＷ，Mo，Nbあるい
はTaを添加した合金について、Co量に対するゲージ率の
変化を示す特性図、 第５図はFe-15％Cr-30％Co＋〔Ｗ，Mo，NbあるいはTa〕
合金のゲージ率について、Ｗ，Mo，NbあるいはTa添加の
組成依存性を示す特性図、 第６図，第８図，第１０図，第１２図および第１４図は
それぞれ合金番号５，１２１と１１１、合金番号５，２
００と２１２、合金番号５，３３３と３０１、合金番号
５，４０２と４４４および合金番号５と５５５のゲージ
率と加熱温度との関係を示す特性曲線図、 第７図，第９図，第１１図，第１３図および第１５図は
それぞれ合金番号１２１，２００，３３３，４０２およ
び５５５のゲージ率と加熱の保持時間との関係を示す特
性図、 第１６図は２０℃におけるFe-Cr-Co系合金の状態図であ
る。
はTaを添加した合金について、Co量に対するゲージ率の
変化を示す特性図、 第５図はFe-15％Cr-30％Co＋〔Ｗ，Mo，NbあるいはTa〕
合金のゲージ率について、Ｗ，Mo，NbあるいはTa添加の
組成依存性を示す特性図、 第６図，第８図，第１０図，第１２図および第１４図は
それぞれ合金番号５，１２１と１１１、合金番号５，２
００と２１２、合金番号５，３３３と３０１、合金番号
５，４０２と４４４および合金番号５と５５５のゲージ
率と加熱温度との関係を示す特性曲線図、 第７図，第９図，第１１図，第１３図および第１５図は
それぞれ合金番号１２１，２００，３３３，４０２およ
び５５５のゲージ率と加熱の保持時間との関係を示す特
性図、 第１６図は２０℃におけるFe-Cr-Co系合金の状態図であ
る。
Claims (3)
- 【請求項１】重量比にてクロム３〜35％、コバルト40％
以下、およびタングステン９％以下、モリブデン10％以
下、ニオブ７％以下、タンタル10％以下のうちから選ば
れた１種あるいは２種以上の合計0.01〜15％と少量の不
純物を含有し、残部は実質的に鉄からなる合金を、減面
率１％以上99.9％以下の冷間加工を施し、さらに550 ℃
以上1000℃以下の温度で１分以上100 時間以下加熱しゲ
ージ率４以上の合金を得ることを特徴とするストレイン
ゲージ用合金の製造法。 - 【請求項２】重量比にてクロム３〜35％、コバルト40％
以下、およびタングステン９％以下、モリブデン10％以
下、ニオブ７％以下、タンタル10％以下のうちから選ば
れた１種あるいは２種以上の合計0.01〜15％と少量の不
純物を含有し、残部は実質的に鉄からなる合金を、減面
率１％以上99.9％以下の冷間加工を施して得られた線径
0.05〜0.02mmの極細線を550 ℃以上1000℃以下の温度で
１分以上100 時間以下加熱処理後、電気絶縁性を有する
薄膜基板上にグリッド状またはロゼット状の所望の形状
に配置、固定し接着した後、さらに400 ℃以下の温度で
キュアリングすることを特徴とする高ゲージ率を有する
ストレインゲージの製造法。 - 【請求項３】重量比にてクロム３〜35％、コバルト40％
以下、およびタングステン９％以下、モリブデン10％以
下、ニオブ７％以下、タンタル10％以下のうちから選ば
れた１種あるいは２種以上の合計0.01〜15％と少量の不
純物を含有し、残部は実質的に鉄からなる合金を、減面
率１％以上99.9％以下の冷間加工を施して得られた厚さ
25〜１μｍの箔材を550 ℃以上1000℃以下の温度で１分
以上100 時間以下加熱処理後、フォトレジスト法又はレ
ーザートリミング法より選択した何れかの加工方法でグ
リッド状またはロゼット状の所望の形状に加工処理し、
これを電気絶縁性を有する薄膜基板上に配置、固定し、
接着した後、さらに400 ℃以下の温度でキュアリングす
ることを特徴とする高ゲージ率を有するストレインゲー
ジの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59133080A JPH0627288B2 (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | ストレインゲ−ジ用合金およびストレインゲ−ジの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59133080A JPH0627288B2 (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | ストレインゲ−ジ用合金およびストレインゲ−ジの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6115914A JPS6115914A (ja) | 1986-01-24 |
| JPH0627288B2 true JPH0627288B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=15096377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59133080A Expired - Lifetime JPH0627288B2 (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | ストレインゲ−ジ用合金およびストレインゲ−ジの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0627288B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5154247A (en) * | 1989-10-31 | 1992-10-13 | Teraoka Seiko Co., Limited | Load cell |
| CN119020661A (zh) * | 2024-06-24 | 2024-11-26 | 陕西理工大学 | 一种基于轧制退火工艺制备铁基电阻合金板材的方法及制备的铁基电阻合金板材和应用 |
| CN119020703A (zh) * | 2024-06-24 | 2024-11-26 | 陕西理工大学 | 一种铁基电阻合金及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58171557A (ja) * | 1982-04-02 | 1983-10-08 | Res Inst Electric Magnetic Alloys | ストレインゲ−ジ用合金およびその製造方法 |
-
1984
- 1984-06-29 JP JP59133080A patent/JPH0627288B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6115914A (ja) | 1986-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3281602B2 (ja) | 自己補償型ヒゲゼンマイおよびその製造方法 | |
| EP2496724B1 (en) | Ni-Ti SEMI-FINISHED PRODUCTS AND RELATED METHODS | |
| Sims et al. | Physical and mechanical properties of rhenium | |
| JPS6159390B2 (ja) | ||
| US3974001A (en) | Paramagnetic alloy | |
| JPH0941100A (ja) | Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ基合金およびその製造法ならびにストレインゲージ | |
| JPH0146570B2 (ja) | ||
| JP5408533B2 (ja) | ひずみゲージ用のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ系アイソエラスティック組成物、及び、該組成物を用いて製造されるひずみゲージ | |
| JPH0627288B2 (ja) | ストレインゲ−ジ用合金およびストレインゲ−ジの製造法 | |
| JPH1161289A (ja) | ゲージ率が大きく高強度で高耐食性を有するストレーンゲージ用非磁性金属ガラス合金およびその製造法 | |
| JPH08176754A (ja) | ストレインゲージ用合金およびその製造法ならびにストレインゲージ | |
| JPH0427286B2 (ja) | ||
| JP2796966B2 (ja) | 超低熱膨脹合金及びその製造方法 | |
| JPH0258339B2 (ja) | ||
| JPH066774B2 (ja) | ストレインゲージ用合金およびその製造方法 | |
| JPS6152224B2 (ja) | ||
| JPS5947017B2 (ja) | 磁気録音および再生ヘツド用磁性合金ならびにその製造法 | |
| JPS58150119A (ja) | 磁気記録再生ヘツド用高透磁率合金およびその製造法ならびに磁気記録再生ヘツド | |
| JPH0213023B2 (ja) | ||
| JPH0633206A (ja) | Ｎｉ基合金の熱処理方法 | |
| US20090120542A1 (en) | Iron-nickel alloy strip for the manufacture of support grids for the integrated circuits | |
| JPH0514204B2 (ja) | ||
| JPS63132114A (ja) | 渦電流センサの製造法 | |
| WO2000073523A1 (fr) | Alliage a base de chrome dote d'un excellent equilibre resistance-ductilite a haute temperature | |
| RU1790623C (ru) | Высокопрочный коррозионностойкий аморфный сплав на основе железа |