JPS5928623B2 - 強度、耐食性および磁気特性のすぐれた非晶質合金 - Google Patents
強度、耐食性および磁気特性のすぐれた非晶質合金Info
- Publication number
- JPS5928623B2 JPS5928623B2 JP50090212A JP9021275A JPS5928623B2 JP S5928623 B2 JPS5928623 B2 JP S5928623B2 JP 50090212 A JP50090212 A JP 50090212A JP 9021275 A JP9021275 A JP 9021275A JP S5928623 B2 JPS5928623 B2 JP S5928623B2
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- Japan
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- amorphous
- corrosion resistance
- amorphous alloy
- atomic
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は非晶質を容易に得ることの出来る合金に関する
ものである。
ものである。
こゝで非晶質合金とは原子配列が長距離の規則的な周期
性を持たない合金で、通常のX線回折または電子線回折
によつて結晶に特有な回折線を示さず、液体に似たハロ
ーパターンを示す状態のものをいう。なお本発明で定義
する非晶質合金とは非晶質が50%以上のものをいう。
非晶質合金は高強度、高耐食性などの特異な性質を持ち
、最近研究が活発に行われてきている。
性を持たない合金で、通常のX線回折または電子線回折
によつて結晶に特有な回折線を示さず、液体に似たハロ
ーパターンを示す状態のものをいう。なお本発明で定義
する非晶質合金とは非晶質が50%以上のものをいう。
非晶質合金は高強度、高耐食性などの特異な性質を持ち
、最近研究が活発に行われてきている。
非晶質合金は溶融合金を急冷凝固する方法、蒸着法ある
いは電着法などの方法で製造される。これらのうち、急
冷凝固法による場合には、非晶質を得るためには冷却速
度を大きくする必要があり、その大きさはしばしば10
6℃/秒にも達する。しかしながら、このような冷却速
度で急冷凝固させることは、装置の機構的にも、作業上
も多くの困難を伴い、工業化への道を狭ばめている。非
晶質合金は、従来Fe、Ni、Pdなどの遷移元素とP
、C、B、Siなどの半金属元素を複合させて得られて
いるが、その組成によつて非晶質化の容易さおよび安定
性が変化する。特開昭49−91014号公報によれば
、優れたガラス形成性がFe、Ni、Cr、Coおよび
Vから主としてなり、P、C、Bから選択される元素を
10〜30原子%含む合金に、0.1〜15、好ましく
は0.5〜6原子%のAe、Si、Sn、Sb、Ge、
In、Beなどの特定元素を加えることによつて得られ
ることが記載されている。本発明者の研究によれば、S
i、Aιは非晶質合金の熱的安定性を改善するには効果
があるが、多量に加えると溶融合金の流動性が劣化し、
作業性に難点がある。
いは電着法などの方法で製造される。これらのうち、急
冷凝固法による場合には、非晶質を得るためには冷却速
度を大きくする必要があり、その大きさはしばしば10
6℃/秒にも達する。しかしながら、このような冷却速
度で急冷凝固させることは、装置の機構的にも、作業上
も多くの困難を伴い、工業化への道を狭ばめている。非
晶質合金は、従来Fe、Ni、Pdなどの遷移元素とP
、C、B、Siなどの半金属元素を複合させて得られて
いるが、その組成によつて非晶質化の容易さおよび安定
性が変化する。特開昭49−91014号公報によれば
、優れたガラス形成性がFe、Ni、Cr、Coおよび
Vから主としてなり、P、C、Bから選択される元素を
10〜30原子%含む合金に、0.1〜15、好ましく
は0.5〜6原子%のAe、Si、Sn、Sb、Ge、
In、Beなどの特定元素を加えることによつて得られ
ることが記載されている。本発明者の研究によれば、S
i、Aιは非晶質合金の熱的安定性を改善するには効果
があるが、多量に加えると溶融合金の流動性が劣化し、
作業性に難点がある。
また経済的に有利であるFeを主成分とした合金は、N
i、Pdなどを含む系にくらべて非晶質化しにくい特徴
をもつている。この中で、Fe80p13c7(添字は
原子%)の組成をもつものがもつとも製造しやすいが、
PとCとの組成を変えた場合とか、Pを減らしてBで代
替した場合などは非晶質化が困難になり、また安定性も
好ましくないことが判明した。しかし、Pは人蓄にとつ
て環境上好ましくない元素の一つであり、非晶質合金を
製造する場合の作業条件を考慮すると、Pの含有量を極
力減することが望ましい。本発明者は工業的に非晶質合
金を容易に得るために、成分系及び製造法について広範
囲な研究を行ない、とくにPを低減化しかつ得られた材
料の形状も良好にするために、少量のSの添加が有効で
あることを見出した。
i、Pdなどを含む系にくらべて非晶質化しにくい特徴
をもつている。この中で、Fe80p13c7(添字は
原子%)の組成をもつものがもつとも製造しやすいが、
PとCとの組成を変えた場合とか、Pを減らしてBで代
替した場合などは非晶質化が困難になり、また安定性も
好ましくないことが判明した。しかし、Pは人蓄にとつ
て環境上好ましくない元素の一つであり、非晶質合金を
製造する場合の作業条件を考慮すると、Pの含有量を極
力減することが望ましい。本発明者は工業的に非晶質合
金を容易に得るために、成分系及び製造法について広範
囲な研究を行ない、とくにPを低減化しかつ得られた材
料の形状も良好にするために、少量のSの添加が有効で
あることを見出した。
本発明の要旨とするところは、Sを0.03〜5原子%
にB,C,Sl,Pの1種または2種以上を総和で7〜
30原子%を含み、あるいはさらにこれに副次成分とし
てCr,Ni,MOの1種または2種以上を0.1〜6
0原子%、あるいはさらにNを0.01〜2原子%含有
し、残部がFeと不可避不純物よりなる成分の強度、耐
食性および磁気特性のすぐれた非晶質合金である。
にB,C,Sl,Pの1種または2種以上を総和で7〜
30原子%を含み、あるいはさらにこれに副次成分とし
てCr,Ni,MOの1種または2種以上を0.1〜6
0原子%、あるいはさらにNを0.01〜2原子%含有
し、残部がFeと不可避不純物よりなる成分の強度、耐
食性および磁気特性のすぐれた非晶質合金である。
こ\でB,C,Si,Pは半金属元素である。
本発明における各種元素の成分範囲の限定理由を次にの
べる。まずSの添加は本発明のもつとも特徴とするとこ
ろであり、非晶質化するのに必要な冷却速度を緩和し、
また得られた非晶質合金の形状を良好にするために添加
されるものである。
べる。まずSの添加は本発明のもつとも特徴とするとこ
ろであり、非晶質化するのに必要な冷却速度を緩和し、
また得られた非晶質合金の形状を良好にするために添加
されるものである。
その効果を得るためにSは0,03原子%以上が必要で
あるが、多量にすぎると脆化が生じ、実用性にとぼしく
なるので上限を5原子%とした。半金属元素は非晶質状
態を安定にし、工業的に実用性のある冷却速度で非晶質
合金を得るために必須成分として添加されるものである
。
あるが、多量にすぎると脆化が生じ、実用性にとぼしく
なるので上限を5原子%とした。半金属元素は非晶質状
態を安定にし、工業的に実用性のある冷却速度で非晶質
合金を得るために必須成分として添加されるものである
。
したがつて半金属元素の総和が7原子%以下ではその効
果が得られず、また多量にすぎると脆化したり、作業性
が低下したりするのでその土限を30原子%とした。本
発明の特徴の一つは、人蓄に有害性があるPを低減する
ことにあり、したがつて望ましくはPを5原子%以下と
し、Sを0.3〜1.0原子%にするのがよい。副次成
分としてのCr,Ni,MO等は、非晶質合金のある強
度、熱的安定性、耐食性あるいは磁性等をより向上させ
るために添加されるものである。
果が得られず、また多量にすぎると脆化したり、作業性
が低下したりするのでその土限を30原子%とした。本
発明の特徴の一つは、人蓄に有害性があるPを低減する
ことにあり、したがつて望ましくはPを5原子%以下と
し、Sを0.3〜1.0原子%にするのがよい。副次成
分としてのCr,Ni,MO等は、非晶質合金のある強
度、熱的安定性、耐食性あるいは磁性等をより向上させ
るために添加されるものである。
これらの元素の配合は、非晶質合金を得るためには適用
される冷却速度と調和する必要があるが、0,1原子%
以下では添加元素の効果が認められず、また60原子%
以上では主成分としてのFeの特徴が失われるのでそれ
ぞれ添加範囲を定めた。たマしNを添加する場合は、と
くにCr及びMOとの共存下で耐食性の著るしい向上が
あり、それはNの添加量が0.01原子%以上で効果が
あり、また2原子%以上の添加は工業的に困難なので、
添加範囲を別に定めた。Feを主成分とする非晶質合金
は、N1やPdを主成分とするものにくらべて非晶質化
が困難であり、S添加の意義がある。以上の非晶質合金
は主として溶融状態から急冷凝固することによつて製造
されるが、冷却速度は融点から300℃までの間を5×
103℃/秒以上にとる。
される冷却速度と調和する必要があるが、0,1原子%
以下では添加元素の効果が認められず、また60原子%
以上では主成分としてのFeの特徴が失われるのでそれ
ぞれ添加範囲を定めた。たマしNを添加する場合は、と
くにCr及びMOとの共存下で耐食性の著るしい向上が
あり、それはNの添加量が0.01原子%以上で効果が
あり、また2原子%以上の添加は工業的に困難なので、
添加範囲を別に定めた。Feを主成分とする非晶質合金
は、N1やPdを主成分とするものにくらべて非晶質化
が困難であり、S添加の意義がある。以上の非晶質合金
は主として溶融状態から急冷凝固することによつて製造
されるが、冷却速度は融点から300℃までの間を5×
103℃/秒以上にとる。
以下に本発明の実施例をのべる。
実施例 1
Fe7,B5c15s,の組成をもつ合金を0.2〜0
.6?範囲のノズル径をもつ石英ルツボ中で溶解し、銅
板を冷却媒体とする回転遠心鋳造機を用いて、溶融合金
を噴射急冷し、巾1〜3W11厚み10〜100Pmの
リボン状合金を得た。
.6?範囲のノズル径をもつ石英ルツボ中で溶解し、銅
板を冷却媒体とする回転遠心鋳造機を用いて、溶融合金
を噴射急冷し、巾1〜3W11厚み10〜100Pmの
リボン状合金を得た。
この合金はX線回折および電子線回折により確認したと
ころ非晶質合金に特有なハローパターンを示した。上記
合金組成からSを除外した成分系、すなわちFe8OB
5C,5合金においては冷却速度を106℃/秒以上を
確保しない限り非晶質合金の製造が困難で、Sを0.0
3〜5原子%添加することにより冷却速度を104℃/
秒程度に遅くしても非晶質合金の製造が可能となつた。
本発明合金の諸性質を第1表に示すが、強度は公知成分
合金を上まわるものである。
ころ非晶質合金に特有なハローパターンを示した。上記
合金組成からSを除外した成分系、すなわちFe8OB
5C,5合金においては冷却速度を106℃/秒以上を
確保しない限り非晶質合金の製造が困難で、Sを0.0
3〜5原子%添加することにより冷却速度を104℃/
秒程度に遅くしても非晶質合金の製造が可能となつた。
本発明合金の諸性質を第1表に示すが、強度は公知成分
合金を上まわるものである。
実施例 2
Fe75p13c7s,の組成をもつ合金を実施例1と
同様な方法で巾1〜3W11厚み100μmのリボン状
合金を得た。
同様な方法で巾1〜3W11厚み100μmのリボン状
合金を得た。
この合金はX線回折および電子線回折により確認したと
ころ非晶質合金に特有なハローパターンを示した。本発
明合金の特性は第1表に示す如く、強度とか耐食性に関
しては公知合金とあまり変らないが、第1図に示す如く
、磁気特性に興昧ある結果を示している。すなわち磁化
曲線において通常の非晶質合金のそれと異なりヘビ型曲
線を示すものである。この特性は250℃×30分の熱
処理を施すことにより、より明瞭な形を呈し、それ以上
の温度で加熱するとこの特性は失なわれる。このヘビ型
特性をもつ合金は二段階記憶素子としても有用なもので
ある。この特性はSを0.5〜5原子%添加することに
より初めて得られる特性である。実施例 3 Fe6,B5c15s,si5cr5の組成をもつ合金
を実施例1と同様の手法により製造した。
ころ非晶質合金に特有なハローパターンを示した。本発
明合金の特性は第1表に示す如く、強度とか耐食性に関
しては公知合金とあまり変らないが、第1図に示す如く
、磁気特性に興昧ある結果を示している。すなわち磁化
曲線において通常の非晶質合金のそれと異なりヘビ型曲
線を示すものである。この特性は250℃×30分の熱
処理を施すことにより、より明瞭な形を呈し、それ以上
の温度で加熱するとこの特性は失なわれる。このヘビ型
特性をもつ合金は二段階記憶素子としても有用なもので
ある。この特性はSを0.5〜5原子%添加することに
より初めて得られる特性である。実施例 3 Fe6,B5c15s,si5cr5の組成をもつ合金
を実施例1と同様の手法により製造した。
本発明合金は電子線回折、X線回折により確認したとこ
ろ非晶質合金に特有なハローパターンを示した。本発明
合金の特性は第1表に示すが、公知成分系に比して強度
レベルが著しく高い。実施例 4 Fe67.5p5c15s2.5si5cr5の組成を
もつ合金を実施例1と同様の手法により非晶質合金を得
た。
ろ非晶質合金に特有なハローパターンを示した。本発明
合金の特性は第1表に示すが、公知成分系に比して強度
レベルが著しく高い。実施例 4 Fe67.5p5c15s2.5si5cr5の組成を
もつ合金を実施例1と同様の手法により非晶質合金を得
た。
本発明合金の特性は第1表に示したが、強度が高く、か
つ80℃に加熱した501)硫酸溶液中に浸漬しても著
しく腐食速度が遅く、公知合金系に比して耐食性が優れ
ている。実施例 5 Fe66.4p8c8cr,1N0.6Ni5s1の組
成をもつ合金を実施例1と同様の手法で製造し、非晶質
合金を得た。
つ80℃に加熱した501)硫酸溶液中に浸漬しても著
しく腐食速度が遅く、公知合金系に比して耐食性が優れ
ている。実施例 5 Fe66.4p8c8cr,1N0.6Ni5s1の組
成をもつ合金を実施例1と同様の手法で製造し、非晶質
合金を得た。
本発明合金の特性は第1表に示したが、強度が著しく高
く、かつ耐食性に優れている。なお、本発明の明細書の
実施例においては銅板を冷却媒体とする回転遠心鋳造機
を用いて製造したリボン状のものを示したが、本発明合
金は圧延方式によつても、また噴射急冷方式、あるいは
急速浸漬法等によつて他の材料表面に被覆することも可
能である。
く、かつ耐食性に優れている。なお、本発明の明細書の
実施例においては銅板を冷却媒体とする回転遠心鋳造機
を用いて製造したリボン状のものを示したが、本発明合
金は圧延方式によつても、また噴射急冷方式、あるいは
急速浸漬法等によつて他の材料表面に被覆することも可
能である。
したがつて、形状もリボン状に限らず、箔状、線状、粉
末状あるいは異種材料への被覆材として製造することも
可能である。また実用供試材としては用途よりも必ずし
も完全な非晶質合金に限定されるものではなく、材料の
一部に結晶質部分が混入していても完全非晶質合金と同
様の性質が得られる。本発明合金の用途としては従来の
非晶質合金の用途、すなわち、ワイヤロープ、ゴム、コ
ンクリート、プラスチツク等の複合強化材料素材、耐食
性高強度フオイルなどがあるが、非晶質化しやすいこと
から機械部品や構造材の表面被覆材に用い易い。
末状あるいは異種材料への被覆材として製造することも
可能である。また実用供試材としては用途よりも必ずし
も完全な非晶質合金に限定されるものではなく、材料の
一部に結晶質部分が混入していても完全非晶質合金と同
様の性質が得られる。本発明合金の用途としては従来の
非晶質合金の用途、すなわち、ワイヤロープ、ゴム、コ
ンクリート、プラスチツク等の複合強化材料素材、耐食
性高強度フオイルなどがあるが、非晶質化しやすいこと
から機械部品や構造材の表面被覆材に用い易い。
また先に述べたように特異な磁気特性を利用して電子機
器部品に用いることも考えられる等その用途は極めて広
い。実施例 6 Fe66.4p8c8M011N0.6Ni5s1の組
成をもつ合金を実施例1と同様の手法で製造し、非晶質
合金を得た。
器部品に用いることも考えられる等その用途は極めて広
い。実施例 6 Fe66.4p8c8M011N0.6Ni5s1の組
成をもつ合金を実施例1と同様の手法で製造し、非晶質
合金を得た。
本発明合金の特性は第1表に示したが、強度も高く耐食
性も優れている。
性も優れている。
第1図は本発明によるFe75pl3c7s5合金の磁
化特性を示したものである。
化特性を示したものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 Sを0.03〜5原子%に、B、C、Si、Pの1
種または2種以上を総和で7〜30原子%をふくみ、残
部がFeおよび不可避不純物より成る強度、耐食性およ
び磁気特性のすぐれた非晶質合金。 2 Sを0.03〜5原子%に、B、C、Si、Pの1
種または2種以上を総和で7〜30原子%をふくみ、さ
らにCr、Ni、Moのうち1種または2種以上を総和
で0.1〜60原子%およびNを0.01〜2原子%含
有し、残部がFeおよび不可避不純物よりなる強度、耐
食性および磁気特性のすぐれた非晶質合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50090212A JPS5928623B2 (ja) | 1975-07-25 | 1975-07-25 | 強度、耐食性および磁気特性のすぐれた非晶質合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50090212A JPS5928623B2 (ja) | 1975-07-25 | 1975-07-25 | 強度、耐食性および磁気特性のすぐれた非晶質合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5214514A JPS5214514A (en) | 1977-02-03 |
| JPS5928623B2 true JPS5928623B2 (ja) | 1984-07-14 |
Family
ID=13992167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50090212A Expired JPS5928623B2 (ja) | 1975-07-25 | 1975-07-25 | 強度、耐食性および磁気特性のすぐれた非晶質合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928623B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6260729U (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-15 | ||
| JP2018123361A (ja) * | 2017-01-30 | 2018-08-09 | Tdk株式会社 | 軟磁性合金および磁性部品 |
| JP2019123929A (ja) * | 2018-08-29 | 2019-07-25 | Tdk株式会社 | 軟磁性合金および磁性部品 |
| KR20200044859A (ko) * | 2017-08-25 | 2020-04-29 | 유니버시타트 데스 사를란데스 | 유황 금속 유리 성형 합금 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55133507A (en) * | 1979-04-04 | 1980-10-17 | Hitachi Metals Ltd | Metallic magnetic material |
| US4711677A (en) * | 1986-07-18 | 1987-12-08 | The Garrett Corporation | High temperature bushing alloy |
-
1975
- 1975-07-25 JP JP50090212A patent/JPS5928623B2/ja not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6260729U (ja) * | 1985-10-04 | 1987-04-15 | ||
| JP2018123361A (ja) * | 2017-01-30 | 2018-08-09 | Tdk株式会社 | 軟磁性合金および磁性部品 |
| KR20200044859A (ko) * | 2017-08-25 | 2020-04-29 | 유니버시타트 데스 사를란데스 | 유황 금속 유리 성형 합금 |
| JP2019123929A (ja) * | 2018-08-29 | 2019-07-25 | Tdk株式会社 | 軟磁性合金および磁性部品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5214514A (en) | 1977-02-03 |
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