JPH0774415B2 - Ｆｅ−Ｍｎ系振動減衰合金鋼とその製造方法 - Google Patents
Ｆｅ−Ｍｎ系振動減衰合金鋼とその製造方法Info
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- JPH0774415B2 JPH0774415B2 JP3214017A JP21401791A JPH0774415B2 JP H0774415 B2 JPH0774415 B2 JP H0774415B2 JP 3214017 A JP3214017 A JP 3214017A JP 21401791 A JP21401791 A JP 21401791A JP H0774415 B2 JPH0774415 B2 JP H0774415B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- 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
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
-
- 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
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は振動減衰性をもつ防振合
金に関し、より詳しくは高強度を維持しつつ優秀な減衰
性をもつ鉄−マンガン系（Ｆｅ−Ｍｎ）系振動減衰合金
とその製造方法に関する。
金に関し、より詳しくは高強度を維持しつつ優秀な減衰
性をもつ鉄−マンガン系（Ｆｅ−Ｍｎ）系振動減衰合金
とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近来、航空機、船舶、車両、機械類また
は精密計器などのような各種産業の機械および機器から
発生する振動と轟音を防止するために優れた減衰性をも
つ防振合金素材の使用が広まりつつある。
は精密計器などのような各種産業の機械および機器から
発生する振動と轟音を防止するために優れた減衰性をも
つ防振合金素材の使用が広まりつつある。
【０００３】従来の防振合金としては双晶変態を利用し
たＣｕ−Ｍｎ合金、Ｎｉ−Ｔｉ合金とステンレス合金鋼
が知られている。
たＣｕ−Ｍｎ合金、Ｎｉ−Ｔｉ合金とステンレス合金鋼
が知られている。
【０００４】このような合金は常温付近での減衰性が優
れているものの、高価な金属を使用するため製品単価の
上昇要因となっており、冷間加工性の劣化と各元素によ
る製造工程上の精密性と複雑性が要求されている。また
Ａｌ−Ｚｎ合金と主鉄系合金は引張強度ないしは硬度値
が充分でない。
れているものの、高価な金属を使用するため製品単価の
上昇要因となっており、冷間加工性の劣化と各元素によ
る製造工程上の精密性と複雑性が要求されている。また
Ａｌ−Ｚｎ合金と主鉄系合金は引張強度ないしは硬度値
が充分でない。
【０００５】一方、高Ｍｎ鋼であるオ―ステナイト（Au
stenite)系の低温用防振合金が日本国公開特許公報第５
６−２５８号で知られている。この合金ではクロム（Ｃ
ｒ）とアルミニウム（Ａｌ）またはＭｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ｉなどの元素を添加するので、製品単価の上昇要因とな
っており、安定したオ―ステナイト組成を得るため含有
成分中特に炭素（Ｃ）とＣｒ含有量を厳密に調整する必
要があるなどのオ―ステナイトに適正な物理的特性を要
求している。
stenite)系の低温用防振合金が日本国公開特許公報第５
６−２５８号で知られている。この合金ではクロム（Ｃ
ｒ）とアルミニウム（Ａｌ）またはＭｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ｉなどの元素を添加するので、製品単価の上昇要因とな
っており、安定したオ―ステナイト組成を得るため含有
成分中特に炭素（Ｃ）とＣｒ含有量を厳密に調整する必
要があるなどのオ―ステナイトに適正な物理的特性を要
求している。
【０００６】振動減衰を起こさせる主要な形態としては
緩和型、共鳴型、履歴型の３種類に大別される。緩和型
による減衰は振動の振幅に依存するものではなく、振動
数に依存するものであって防振の側面ではあまり考慮さ
れていない。
緩和型、共鳴型、履歴型の３種類に大別される。緩和型
による減衰は振動の振幅に依存するものではなく、振動
数に依存するものであって防振の側面ではあまり考慮さ
れていない。
【０００７】共鳴型は緩和型と同じ様に減衰性が振動の
振幅に依存するものではなく、振動数に依存するもの
で、この場合の最大減衰性は共鳴振動数のとき得られる
ようになる。しかし、このような形態の減衰性も防振合
金の側面ではその役割が大きく重要ではない。
振幅に依存するものではなく、振動数に依存するもの
で、この場合の最大減衰性は共鳴振動数のとき得られる
ようになる。しかし、このような形態の減衰性も防振合
金の側面ではその役割が大きく重要ではない。
【０００８】履歴型は外部から応力を加えたときと応力
を除去したときの応力−変形率経路が互いに異なること
によって生じる減衰形態で、このとき弛力損失に該当す
る分のエネルギ―が減衰の原因となる。したがって、こ
の形態の減衰性は振動数とは関係なく、変形振幅に大き
く依存するという特徴がある。このような履歴型は振動
数とは関係なく優れた減衰性を示す場合があるので工業
的に防振効果をもたらすことができる。
を除去したときの応力−変形率経路が互いに異なること
によって生じる減衰形態で、このとき弛力損失に該当す
る分のエネルギ―が減衰の原因となる。したがって、こ
の形態の減衰性は振動数とは関係なく、変形振幅に大き
く依存するという特徴がある。このような履歴型は振動
数とは関係なく優れた減衰性を示す場合があるので工業
的に防振効果をもたらすことができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
合金は履歴型防振合金を開発したもので、鉄（Ｆｅ）を
基本としてこれにマンガン（Ｍｎ）を添加することによ
って従来のような高価な元素を使用せずとも高強度を維
持しつつ優れた減衰性合金を得ることができ、また、常
温で利用できるなど、単価の低廉な振動減衰性合金を提
供することにその目的がある。
合金は履歴型防振合金を開発したもので、鉄（Ｆｅ）を
基本としてこれにマンガン（Ｍｎ）を添加することによ
って従来のような高価な元素を使用せずとも高強度を維
持しつつ優れた減衰性合金を得ることができ、また、常
温で利用できるなど、単価の低廉な振動減衰性合金を提
供することにその目的がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】以下、本発明を説明する
と次の通りである。
と次の通りである。
【００１１】本発明は、Ｆｅを主成分としてこれに重量
％でＭｎを１０〜２２％添加し、マルテンサイト(Marte
nsite)組織であるＦｅ−Ｍｎ系振動減衰性合金としてい
る。
％でＭｎを１０〜２２％添加し、マルテンサイト(Marte
nsite)組織であるＦｅ−Ｍｎ系振動減衰性合金としてい
る。
【００１２】このような本発明の合金鋼を製造するたあ
たっては、まず電解鉄と電解マンガンを上記のような組
成比で準備し誘導炉または電気炉で炉の温度を１５００
℃以上として電解鉄をまず溶解とたあと、これに電解マ
ンガンを入れ溶解させる。
たっては、まず電解鉄と電解マンガンを上記のような組
成比で準備し誘導炉または電気炉で炉の温度を１５００
℃以上として電解鉄をまず溶解とたあと、これに電解マ
ンガンを入れ溶解させる。
【００１３】そのあとモ―ルドに鋳造してインゴットを
作る。これを１０００〜１３００℃で２０〜４０時間均
質化処理し後、熱間圧延した所定形状の寸法に製造す
る。そして、９００〜１１００℃で２０分〜１時間３０
分程度加熱し、次に空冷または水冷すればマルテンサイ
ト組織の本発明の合金鋼が得られる。
作る。これを１０００〜１３００℃で２０〜４０時間均
質化処理し後、熱間圧延した所定形状の寸法に製造す
る。そして、９００〜１１００℃で２０分〜１時間３０
分程度加熱し、次に空冷または水冷すればマルテンサイ
ト組織の本発明の合金鋼が得られる。
【００１４】本発明において、Ｍｎ量を１０〜２２重量
％としたのは、Ｍｎ量１０％まではα´−マルテンサイ
トが生成され、Ｍｎ量１０％以上ではε−マルテンサイ
トが形成されはじめ、Ｍｎ量２８％以上ではオ―ステナ
イト組織となるが、α´−マルテンサイト組織は振動減
衰性が小さく、ε−マルテンサイト組織は振動減衰性が
非常に大きいためである。したがって、振動減衰性が優
れた範囲は１０〜２２重量％とした。
％としたのは、Ｍｎ量１０％まではα´−マルテンサイ
トが生成され、Ｍｎ量１０％以上ではε−マルテンサイ
トが形成されはじめ、Ｍｎ量２８％以上ではオ―ステナ
イト組織となるが、α´−マルテンサイト組織は振動減
衰性が小さく、ε−マルテンサイト組織は振動減衰性が
非常に大きいためである。したがって、振動減衰性が優
れた範囲は１０〜２２重量％とした。
【００１５】本発明では、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ元素に対し
ては特別に限定はしていないが、本発明は高Ｍｎ鋼とし
てマルテンサイト組織を得るためのものであるので、Ｃ
とＳｉに対する影響は大きく作用しないと考えられる。
ては特別に限定はしていないが、本発明は高Ｍｎ鋼とし
てマルテンサイト組織を得るためのものであるので、Ｃ
とＳｉに対する影響は大きく作用しないと考えられる。
【００１６】またＰとＳは不可避な不純物であって鋼に
影響を及ぼす範囲以上でなければ、特に問題とならない
ので別途に限定しない。
影響を及ぼす範囲以上でなければ、特に問題とならない
ので別途に限定しない。
【００１７】また、均質化処理条件（温度、時間）は、
Ｍｎおよびその他不純物元素をオ―ステナイト中に完全
に固溶させるためのものである。
Ｍｎおよびその他不純物元素をオ―ステナイト中に完全
に固溶させるためのものである。
【００１８】
【実施例】次に本発明の作用効果を表１〜表３と図１〜
図３の実施例を通して説明する。図１、図２は本発明の
基本となるＦｅ−ＭｎのＺ元系状態図のＦｅ側部分を示
したもので、本状態図の転移点は３℃／min の冷却速度
で冷却後、熱膨脹試験、磁気的分析、Ｘ線回折試験およ
び光学顕微鏡試験などを行って、決定したものである。
図１ではＭｎ量１０％まではα´−マルテンサイトが生
成され、Ｍｎ量１０〜１５％ではα´＋εの混合マルテ
ンサイトが生成され、Ｍｎ量１５〜２８％ではεマルテ
ンサイトが生成される。図２は各Ｍｎ合金を１０００℃
に加熱し、常温下で空冷したあと、Ｘ線回折分析法で各
相の体積分率を調査したものである。図１および図２の
ような調査の結果、表１のようにα´−マルテンサイト
を示す合金は、振動減衰性が非常に小さく、ε−マルテ
ンサイト組織を示す合金は、振動減衰性が非常に大き
く、引張強度も優秀なことが分かった。
図３の実施例を通して説明する。図１、図２は本発明の
基本となるＦｅ−ＭｎのＺ元系状態図のＦｅ側部分を示
したもので、本状態図の転移点は３℃／min の冷却速度
で冷却後、熱膨脹試験、磁気的分析、Ｘ線回折試験およ
び光学顕微鏡試験などを行って、決定したものである。
図１ではＭｎ量１０％まではα´−マルテンサイトが生
成され、Ｍｎ量１０〜１５％ではα´＋εの混合マルテ
ンサイトが生成され、Ｍｎ量１５〜２８％ではεマルテ
ンサイトが生成される。図２は各Ｍｎ合金を１０００℃
に加熱し、常温下で空冷したあと、Ｘ線回折分析法で各
相の体積分率を調査したものである。図１および図２の
ような調査の結果、表１のようにα´−マルテンサイト
を示す合金は、振動減衰性が非常に小さく、ε−マルテ
ンサイト組織を示す合金は、振動減衰性が非常に大き
く、引張強度も優秀なことが分かった。
【００１９】第２図は各Ｍｎ合金を１０００℃で加熱し
常温で空冷したあと、Ｘ線回折分析法で各層の体積分率
を調査したものである。第１図および第２図のような調
査結果、表１のようにα´−マンテンサイトを示す合金
は振動減衰性が非常に小さく、ε−マンテンサイト組織
を示す合金は振動減衰性が非常に大きく、引張強度も優
秀なことが分かった。
常温で空冷したあと、Ｘ線回折分析法で各層の体積分率
を調査したものである。第１図および第２図のような調
査結果、表１のようにα´−マンテンサイトを示す合金
は振動減衰性が非常に小さく、ε−マンテンサイト組織
を示す合金は振動減衰性が非常に大きく、引張強度も優
秀なことが分かった。
【００２０】
【００２１】ε−マルテンサイトがα´−マルテンサイ
トより振動減衰性が大きい理由は、α´−マルテンサイ
トの下部組織は転移(dislocation) となっており、ε−
マルテンサイトの下部組織は微細な双晶(twin)となって
おり、微小な外力によっても双晶境界が容易に移動する
ため、ε−マルテンサイトは高い振動減衰性を示すもの
と判断される。ここで減衰性（減衰能：Specific Dampi
ng Capacity :SDC% ）とは、次のようにして求められ
る。 ＳＤＣ（％）＝（ΔＷ／Ｗ）×１００ ＝｛（Ａn 2 −Ａn+1 2 ）／Ａn 2 ｝×１００ ここでΔＷ：一周期当たりの振動エネルギー損失 Ｗ：一周期当たりの振動エネルギー Ａn ：ｎ番目の振動の振幅 Ａn+1 ：ｎ＋１番目の振動の振幅
トより振動減衰性が大きい理由は、α´−マルテンサイ
トの下部組織は転移(dislocation) となっており、ε−
マルテンサイトの下部組織は微細な双晶(twin)となって
おり、微小な外力によっても双晶境界が容易に移動する
ため、ε−マルテンサイトは高い振動減衰性を示すもの
と判断される。ここで減衰性（減衰能：Specific Dampi
ng Capacity :SDC% ）とは、次のようにして求められ
る。 ＳＤＣ（％）＝（ΔＷ／Ｗ）×１００ ＝｛（Ａn 2 −Ａn+1 2 ）／Ａn 2 ｝×１００ ここでΔＷ：一周期当たりの振動エネルギー損失 Ｗ：一周期当たりの振動エネルギー Ａn ：ｎ番目の振動の振幅 Ａn+1 ：ｎ＋１番目の振動の振幅
【００２２】
【００２３】上記表２のように本発明による鋼は比較鋼
に比べて、空冷または水冷に大きな差がなく減衰性は優
秀である。
に比べて、空冷または水冷に大きな差がなく減衰性は優
秀である。
【００２４】
【００２５】上記表３でのように本発明の場合、強度す
なわちここでは硬度値（ＨＲＢ）は８８〜９０範囲であ
るのに反して、比較鋼は８５以下で、特にＦｅ−２８％
Ｍｎの場合はオ―ステナイト構造で６０まで低下するこ
とを示している。
なわちここでは硬度値（ＨＲＢ）は８８〜９０範囲であ
るのに反して、比較鋼は８５以下で、特にＦｅ−２８％
Ｍｎの場合はオ―ステナイト構造で６０まで低下するこ
とを示している。
【００２６】また、図３は棒状の試片を最大表面変形率
ｒ−２×１０4 で自由振動させたときの振幅減衰曲線を
示したものである。ここで縦軸は振幅、横軸は時間
（秒）を示す。図３の（Ａ）はα´−マルテンサイトで
あるＦｅ−４％Ｍｎ鋼であって、時間の経過に従って振
幅がほとんど変化しないが、図３の（Ｂ）はε−マルテ
ンサイト組織であるＦｅ−１７％Ｍｎ鋼であって、時間
の経過に従って振幅が急速に消え去っている。
ｒ−２×１０4 で自由振動させたときの振幅減衰曲線を
示したものである。ここで縦軸は振幅、横軸は時間
（秒）を示す。図３の（Ａ）はα´−マルテンサイトで
あるＦｅ−４％Ｍｎ鋼であって、時間の経過に従って振
幅がほとんど変化しないが、図３の（Ｂ）はε−マルテ
ンサイト組織であるＦｅ−１７％Ｍｎ鋼であって、時間
の経過に従って振幅が急速に消え去っている。
【００２７】
【発明の効果】以上で詳細に説明したように、本発明の
Ｍｎ範囲内のものは比較鋼に比べて振動減衰性が優れて
いるという効果がある。
Ｍｎ範囲内のものは比較鋼に比べて振動減衰性が優れて
いるという効果がある。
【図１】本発明のＦｅ−Ｍｎ合金の２元系状態図であ
る。
る。
【図２】本発明のＦｅ−Ｍｎ合金の相図である。
【図３】本発明のＦｅ−Ｍｎ合金の振動減衰曲線図であ
って、（Ａ）はＦｅ−４％Ｍｎ合金の状態図であり、
（Ｂ）はＦｅ−１７％Ｍｎ合金の状態図である。
って、（Ａ）はＦｅ−４％Ｍｎ合金の状態図であり、
（Ｂ）はＦｅ−１７％Ｍｎ合金の状態図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 鉄（Ｆｅ）を基本として重量％でマ
ンガン（Ｍｎ）を１０〜２２％含有せしめたことを特徴
とするマルテンサイト構造のＦｅ−Ｍｎ系振動減衰合金
鋼。 - 【請求項２】 電解鉄と電解マンガンを混合溶解
し、重量％でＭｎが１０〜２２％、残部がＦｅからなる
溶湯を鋳造してインゴットを作り、これを１０００〜１
３００℃で２０〜４０時間均質化処理した後、熱間圧延
し９００〜１１００℃で３０分〜１時間加熱し、次に空
冷または水冷することを特徴とするマルテンサイト構造
のＦｅ−Ｍｎ系振動減衰合金鋼製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019900013216A KR920007939B1 (ko) | 1990-08-27 | 1990-08-27 | Fe-Mn계 진동감쇠 합금강과 그 제조방법 |
| KR13216/1990 | 1990-08-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04232228A JPH04232228A (ja) | 1992-08-20 |
| JPH0774415B2 true JPH0774415B2 (ja) | 1995-08-09 |
Family
ID=19302757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3214017A Expired - Fee Related JPH0774415B2 (ja) | 1990-08-27 | 1991-08-27 | Ｆｅ−Ｍｎ系振動減衰合金鋼とその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774415B2 (ja) |
| KR (1) | KR920007939B1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000033105A (ko) * | 1998-11-19 | 2000-06-15 | 구자홍 | 칼라브라운관용 러그의 조성물 및 제조방법 |
| KR20020094604A (ko) * | 2001-06-12 | 2002-12-18 | 현대자동차주식회사 | 고진동감쇠율을 가지는 Ｆｅ-Ｍｎ-Ｚｒ 제진합금 |
| KR100430967B1 (ko) * | 2001-12-19 | 2004-05-12 | 주식회사 우진 | 내식·내후성이 우수한 철-망간계 진동감쇠합금강 |
| KR101518599B1 (ko) * | 2013-10-23 | 2015-05-07 | 주식회사 포스코 | 방진성이 우수한 고강도 고망간 강판 및 그 제조방법 |
| CN106282786B (zh) * | 2016-08-03 | 2017-12-19 | 哈尔滨工程大学 | 含Nb铁锰基阻尼合金及其制备方法 |
-
1990
- 1990-08-27 KR KR1019900013216A patent/KR920007939B1/ko not_active Expired
-
1991
- 1991-08-27 JP JP3214017A patent/JPH0774415B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR920004601A (ko) | 1992-03-27 |
| KR920007939B1 (ko) | 1992-09-19 |
| JPH04232228A (ja) | 1992-08-20 |
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