JPS5891154A

JPS5891154A - 高力Ｆｅ−Ｃｒ系アモルフアス合金

Info

Publication number: JPS5891154A
Application number: JP20001482A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Masumoto; 増本健; Masaaki Naga; 奈賀正明
Original assignee: Research Institute for Iron Steel and Other Metals of Tohoku University
Current assignee: Research Institute for Iron Steel and Other Metals of Tohoku University
Priority date: 1982-11-15
Filing date: 1982-11-15
Publication date: 1983-05-31
Also published as: JPS5842260B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、耐熱性の優れた高力Ｆｅ　−Ｏｒ糸アモルフ
ァス合金に関する。

通冨金編は固体状部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４＃造をもたない原子構造が得られ、
このような合金をアモルファス合址（又は非晶質合金）
と百っている。

こび）アモルファス合金は従来の実用合端材料に比し、
著しく高い強度を保有する。−万、実用金員として使用
される場合には、常温だけでなく昇温状部でも使用され
ることがあり、アモルファス合金はその組成に応じであ
る温度で結晶性金員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
ァス合詮としての特性が失われることになる。従ってこ
のような昇濡状詐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、アモルファス合金の製造が各局で、耐熱性（
耐結晶化ンを向上すると共に、史に機械的強度を向上し
たアモルファス妖−クロム合金ヲ提供せんとするもので
ある。

本発明は、Ｏｒ　１〜４ｏ原子％、Ｃ及びＢを合計で２
〜８５原子％と、Ｐ８８犀子％以下で、Ｃ・Ｂ及びＰを
合計で７〜８５原子％を含有し、残部Ｂ’ｅからなる耐
熱性の優れた高力Ｆｅ　−Ｏｒ糸アモルファス合金に関
する。

本発明に至る以前の研究において本発明者はＱｒ１〜４
０原子％、０およびＢの何ゎか］柚を２１１７Ｌ子％以
上、Ｐ５Ｊｉ子％以上、ＣおよびＢの何れが１種とｐと
の合計１５〜８０１ｊＡ子％殉部Ｆ８からなる合金を急
冷凝固させることにより完全なアモルファス合金とする
ことのできること全知見した。

しかるに本発明の研究において、ＣおよびＢを合計で２
〜８５原子％Ｐを８８ｙＡ千％以下でかつ０．８及びＰ
を合計で７〜８５％含有させることにより完全なアモル
ファス合金を製造することができると共しこ機械的特性
をより向上させることのできることを知った。

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
図面により説明する。

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。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８が装入され、溶解される。４は原料金ｗ４８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５０００　ｒｐｍで回転される回転ドラム
で、これは、ドラムの回転による遠心力負荷をできるだ
け小さくするため、軽蓋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で内張りされている０８は石英管
ｌ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の位置で加熱溶解され、次い
でエアピストン８によりノズル２が回転ドラム５の内面
に対向する知〈石英管ｌ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盆ｊＩ４Ｂにガス
圧が加えられて、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＠８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ｒ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って、超高速冷却が与え
られてアモルファス合金となる。

このような方法により、本発明のＦｅ　−Ｏｒ　−Ｐ糸
アモルファス合金は、例えば厚き０．１１１１１、暢約
１０８１１の長いテープ状線として得られる。

本発明の研究において、第１表に示す組成のアモルファ
ス合金を図に示した装置および前記方法により厚さＱ、
Ｑ５ｍ、暢０．５龍の条に作成した。

第１表の１（原子パーセント）これを重量−に換算すると第１表の２の通りである。

これらの条につき、機械特性の試験を行なった結果を第
２表に示す。なお比較のため高Ｑｒ系スｆ　ンレス４０
５　＠　（１ａ％Ｑｒ　、　０．２％ＡＪり（７３機械
特性をＡ１５に掲げる。

第　　２　　表第２表より判る如く、Ａ１〜１４試料中Ｂを２０原千襲
と多く含有する４１４試料は、１０摩千％と同−Ｏｒ含
有量の試料中降伏強さが４（１０Ｉｃ９／を−と最高で
あり、硬さも１０５０　Ｈｖと最高であり、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δ表第８表は前記ｆｓ１表に示す本発明の各種合金の結晶化
温度（’Ｃ）を示すが、ｃｒを含有しないＦｅ−０−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”０位であるのに比し、本発明の合金
にあっては、Ｏｒ含有量が多くなると共に上昇し、Ｏｒ
　４０原子％では５１０℃に達する。

本発明の合金において成分を限定する理由を以下に述べ
る。

Ｏｒはアモルファス合金の機械特性、および耐熱性を改
善する効果をもち、１原子％未満ではその効果が小さく
、一方４ｏ原子％を越えると急冷凝固させてもアモルフ
ァス合金を得ることが困難である。

Ｐを８８原子外以下含有させるとアモルファス組織とな
し得るＣ及びＢの合計量の組成範囲の下限をさらに低く
することができることが判った。

この場合０及びＢの合計量を２〜８５原子％に限定する
理由はＯ及びＢの合計量が２＠子％未満においてアモル
ファス合金を得ることができず、前記両元素の合計量が
８５原子％を越えるとまたアモルファス合金を得ること
ができない。

Ｐが８８原子％を越えるとアモルファス合金を得ること
ができない。

Ｃ・Ｂ及びＰの合計量を７〜８５原子％と限定するが、
この合計量が７原子％未満においてはアモルファス合金
を得ることができず、また前記合計量が８５原子％を越
えると同様にアモルファス合金を得ることができない〇次に本発明の実施例について述べる。

実施例】Ｃ３ｌＩＫ子％、Ｂ５５原子、Ｐ２０原子％、（Ｈｒ１
０原子％原子部Ｆｅよりなる配合素材を原料とし、前記
製造方法によって完全なアモルファス組織を有する合金
を得ることができた。本合金の機械的特性のうち降伏強
さは８５　Ｇ　＋１９／ｌａ”　、破壊強さ４００７１
９／ｍ”、伸び０．０１　％、硬ｇ　（Ｈ，、）　９５
０であり、高Ｑｒ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４８０℃で優れた耐
熱性を有していた。

以上、本発明のＦｅ　−Ｏｒ系アモルファス合蛍は、ク
ロムの添加によって強度が上昇するばかりでなく、シか
も耐熱性も上昇する利点を有する。一方０及びＢの添加
はアモルファス合金にするために必要であり、さらにこ
れらにＰを添加することによって、Ｃ及びＢの合計量の
含有範囲の下限を拡大させることができる。一方ＣとＰ
、またはＢとＰを添加した場合に比し、ある程度急冷凝
固条件を緩和できることは工業的生産において特に有利
である。すなわち本発明の組成範囲で機械的強度の優れ
たアモルファス合金が得られる。本発明のアモルファス
合金は細い条として製造可能であり、従来の実用金属材
料では得られない高い強度を有する。従って本発明のア
モルファス合金は、高い強度、耐熱性を要求される製品
、例えば車輪用タイヤ、ベルトなどのゴム、プラスチッ
ク製品に埋込まれる補強用フード、コンクリート埋込用
コードなどに適するものであり、又フィルター、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ＥＷ　　　　　　　２・・・ノズル８・・・
原料金に４　　　　　４・・・加熱炉５・・・回転ドラ
ム　　　　６川モーター７・・・銅板　　　　　　　８
・・・エヤピストン９・・・アルゴンガス

Claims

【特許請求の範囲】

Ｌ　原子％とじて、ａｒ　ｉ〜４０％、Ｃ及びＢをそれ
ぞれ０６０１％以上合計で２〜８５％、２８８％以下を
含有し、かつＯ，Ｂ及びＰの合計で７〜８５％を含有し
、残部Ｆｅからなる耐熱性の優れた高力Ｆｅ　−Ｏｒ系
アモルファス合金。