JPS5841344B2

JPS5841344B2 - キヨウドノダイナルアモルフアステツゴウキン

Info

Publication number: JPS5841344B2
Application number: JP7424774A
Authority: JP
Inventors: 健増本; 正明奈賀
Original assignee: TOHOKU DAIGAKU KINZOKU ZAIRYO KENKYU SHOCHO
Current assignee: TOHOKU DAIGAKU KINZOKU ZAIRYO KENKYU SHOCHO
Priority date: 1974-07-01
Filing date: 1974-07-01
Publication date: 1983-09-12
Also published as: JPS514018A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は機械的強度の犬なるアモルファス鉄合金に関す
る。

通常金属は固体状態では結晶状態にあるが、ある特殊な
条件（合金の組成、急冷凝固）下では、固体状態でも液
体に類似した結晶構造をもたない原子構造が得られ、こ
のような金属又は合金をアモルファス合金（又は非結晶
質合金）と言っている。

このアモルファス合金は従来の実用金属材料に比し、著
しく高い強度を保有する可能性がある。

一方、実用金属として使用される場合には、常温だけで
なく昇温状態でも使用されることがあり、アモルファス
合金はその組成に応じである温度で結晶性金属又は合金
に変化する結晶化温度をもっている。

アモルファス合金が結晶化すると、アモルファス合金と
しての特性が失われることになる。

従ってこのような昇温状態で使用される場合には出来る
限りこの結晶化温度が高いことが必要である。

本発明は、耐熱性（耐結晶化）を向上すると共に、更に
機械的強度を向上したアモルファス合金を提供せんとす
るものである。

本発明は原子％とじてＣｒ１〜４０％、Ｃ及びＢの何れ
か１種２％以上、４５％以上、Ｃ及びＢの倒れか１種と
Ｐの合計で７〜１５％、残部Ｆｅよりなる強度の大なる
アモルファス鉄合金に係る。

本発明において、ＣｒはＦｅ−Ｃ−Ｐ系およびＦｅ −
Ｂ−Ｐ系アモルファス合金の機械的特性を改善する効果
をもち、ＣあるいはＢはＰと共存することによってアモ
ルファス化を容易にする。

本発明のアモルファス鉄合金は結晶構造を有しないため
、降伏強さ、破壊強さ、硬さ等の機械的強度において優
れている。

次に本発明のアモルファス合金を製造する方法について
図により説明する。

図は本発明のアモルフ−どス合金を製造する装置の一例
を示す概略図である。

図において、１は下方先端に水平方向に噴出するノズル
２を有する石英管で、その中には原料金属３が装入され
、溶解される。

４は原料金属３を加熱するための加熱炉であり、５はモ
ーター６により高速度、例えば５０００ｒ、ｐ、ｍで回
転される回転ドラムで、これはドラム回転による遠心力
負荷をできるだけ小さくするため、軽量で熱伝導性の良
い金属、例えばアルミニウム合金よりなり、内面には更
に熱伝導性の良い金属、例えば銅板７で内張すされてい
る。

８は石英管１を支持して上下に移動するためのエアピス
トンである。

原料金属は、先ず石英管１の送入口１ａより流体搬送等
により装入され加熱炉４の位置で力ロ熱溶解され、次い
でエアピストン８により、ノズル２か回転ドラム５の内
面に対向する如く、石英管１が図に示す位置に下降され
、次いで上昇を開始するとほぼ同時に溶融金属３にガス
圧力切口えられて、金属が回転ドラムの内面に向って噴
流される。

石英管内部へは金属３の酸化を防ぐため絶えず不活性ガ
ス、例えばアルゴンガス９を送入し不活性雰囲気として
おくものとする。

回転ドラム内面に噴流された金属は高速回転による遠心
力のため、回転ドラム内面に強く接触せしめられること
により、かつ回転ドラム内面に噴射接触される溶融噴流
金属を接触部において深冷ガスを噴射ガスパイプ１０よ
り噴射させて少くとも１０７℃／秒の冷却速度で冷却す
ることによってアモルファス合金とすることができる。

深冷ガスとしては液体空気あるいは液体窒素を好適に使
用することができる。

本発明の研究において、第１表に示す組成のアモルファ
ス鉄合金を図に示した装置より厚さ０．０５皿、幅０
、５ｙｒｔｔｒｔの条に作成した。

）（これらの条よりそれぞれ試料を取り、機
械的特性の試験を行った結果を第２表に示す。

なお比較のため、高Ｃｒ系ステンレス４０５鋼（１３％
Ｃｒ。

０．２％Ａ［）の機械的特性を階１１に掲げる。

第２表より判る如＜、４０５鋼に比し強さおよび硬さの
著しい上昇が見られ、伸びは少ない。

本発明の隘５合金は３７０ｋｇ／ｍａの破壊強さを有し
、従来の鋼における最大強さを持つピアノ線より優れて
いる。

第３表は前記第１表に示す本発明の各種合金の結晶化温
度（℃）を示すか、Ｃｒを含有しないＦｅＣ−Ｐ系およ
びＦｅ −Ｂ −Ｐ系のアモルファス合金では結晶化
温度は４１０℃位であるのに比し、Ｃｒを添カ目すると
結晶化温度は徐々に上昇する傾向を示し、４０原子％で
は５１０°Ｃまで上昇させることができる。

本発明の合金において取分を限定する理由を以下に述べ
る。

Ｃｒについては、Ｆｅ−Ｃ−Ｐ系およびＦｅ −Ｂ−Ｐ
系アモルファス合金の機械的特性、および耐熱性を改善
する効果を持ち、■原子％未満ではその効果が小さく、
一方４０原子％を越えるとアモルファス組織を得ること
ができない。

よってＣｒは１〜４０原子％が必要であり、好適範囲は
５〜３０原子％である。

ＣとＢは合金をアモルファス化させる性質を有し、その
作用効果は同一である。

ＣまたはＢの最小量を２原子％としたのは、２原子％未
満ではアモルファス組織を得ることができないためであ
る。

Ｐは合金をアモルファス化させる性質を有し、Ｐの最小
量を５原子％としたのは、５原子％未満では同様にアモ
ルファス組織を得ることが困難であるからである。

ＣおよびＢの伺れか１種とＰとの合計３原子％以上とし
たのは、７原子％以下ではアモルファス組織る得ること
が困難であるからである。

但しＣおよびＢの何れか１種とＰとの合計を１５原子％
以下とした理由は、この組織範囲の合金は本発明者の発
明によって既出願であるからである。

次に本発明の実施例について述べる。

実施例 ■ Ｃ２原子％（０，４７重量％）、Ｐ１３原子％（７，８
４重量％）、Ｃｒ１Ｏ原子％（１０，１３重量％）、残
部Ｆｅよりなる配合素材を原料とし前記製造方法によっ
て製造したところ、アモルファス鉄合金の機械的特性中
降伏強さは２６０ｋｇ／ｍＡ。

破壊強さは３７０ｋｇ／ｍａ、伸びは０．０５％、硬さ
くＨＶ）は９１０であり、高Ｃｒ系ステンレス鋼に比し
、極めて優れた機械特性を有し、かつ結晶化温度は４６
０°Ｃで優れた耐熱性を有していた。

実施例２ＢＩＯ原子％（２，１７重量％）、Ｐ５５原子（３，１
２重量％）、Ｃｒ１Ｏ原子％（１０，４６重量％）、残
部Ｆｅよりなる配合素材を原料とし、前記製造方法によ
って製造したところアモルファス鉄合金を得た。

本合金の機械的特性中降伏強さは２５０ｋｇ／ｍ４破
壊強さは３５０ｋｇ／’ｍＡ１伸びは０．０２％、硬
さくＨＶ）は８９０であり、高Ｃｒ系ステンレス鋼に比
し、極めて優れた機械特性を有し、かつ結晶化温度は４
５０°Ｃで優れた耐熱性を有していた。

以上本発明の合金は優れた機械特性ならびに耐熱性を有
し、車輌用タイヤ、ベルトなどのゴム。

プラスチック製品に埋込まれる補強田コード、コンクリ
ート埋込み用コードなどに適し、またフィルタースクリ
ーン、繊維との混紡用フィラメントなどの複合材料とし
ての用途に適する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明のアモルファス合金を製造する装置の一例を
示す概略図である。１・・・・・・石英管、２・・・・・・ノズル、３・・
・・・・原料金属、４・・・・・・加熱炉、５・・・・
・・回転ドラム、６・・・・・・モーター、７・・・・
・・銅板、８・・・・・・エヤピストン、９・・・・・
・アルゴンガス、１０・・・・・・深冷ガス噴射パイプ
。

Claims

【特許請求の範囲】

１原子％としてＣｒ１〜４０％、Ｃ及びＢの何れか１
種２％以上、４５％以上、Ｃ及びＢの何れか１種とＰと
の合計で７〜１５％、残部Ｆｅよりなる強度の大なるア
モルファス鉄合金。