JPS6059042A - 恒弾性合金 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は精密機器を中心に応用される、弾性率の温度依
存性が極めて少ない析出硬化型恒弾性合金に関するもの
である。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に恒弾性合金はトルク指示計、時計々測量用ぜんま
い等の精密部品、精密ベロー、絶対圧力計、流量計、工
業用圧力計、ブルドン管等の精密構造部品、あるいは、
音叉音片、発振器等の振動体材料など温度変化による弾
性率の変化をきらう４ｇ！器の材料として広く利用され
ている。

従来、このような恒弾性合金としてはＦｅ−Ｎ１系のエ
リンバ−合金が著名であるが、この材料は冷間加工状態
で使わなければならず、しかも冷間加工条件が、恒弾性
特性や機械的特性に大きく影響するため、近年はＦｅ−
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｔｉ　−Ａｔ　系の析出型の恒弾性合金が
多く利用されるようになってきた。

この析出型の恒弾性合金は、冷間加工と熱処理条件を選
定することにより、恒弾性特性を評価する一つの指標で
ある熱弾性係数全比較的容易に零にすることが可能でお
−ｊと共に、強度的にも優れた特性を示すものである。

しかしながら、従来の合金では、さらに高強度の材料を
得ようとすれば、熱処理条件をより析出硬化が進展する
条件で行う必要がある。一方、この種の熱処理を行うと
、恒弾性特性が劣化し、高い強度を得るには、大きな限
界があった。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、恒弾性特性
が７０℃まで確保出来、かつ、強度が引張強度で１６０
１１ｆ／Ｉｊ以上の特性を有する、高強度の恒弾性合金
を提供するものである。

〔発明の概要〕

本発明の恒弾性合金は重量％でニッケル（Ｎｉ）４５．
０−５５．Ｑ％、クロム（Ｃｒ）　４．０〜６．５　％
　、チタン（Ｔｉ）　５．０〜９．５チ、アルミニウム
（、ＬＬ）　０．１〜１．０チ残部鉄（Ｆｅ　）の附随
的不純物より成ることを特徴とするものでちる。

次に本発明合金を構成する各成分の添加理由、および添
加量の限定理由について説明する。

ニッケルは恒弾性特性を維持するために最も効果的な元
素であり、その添加量が４５．０チ未満および５５．０
％ｔ−超えると、有効な恒弾性特性が得られない。

クロムはニッケルと同様に恒弾性特性を維持するために
有効な元素で、その添加量が４．０％未満および６．５
％を超えると、十分な恒弾性特性が得られない。

チタンは時効処理により析出して合金強度を向上させる
のに有効な元素であり、その添加量が５．０−未満では
、萬強度が得られず、また９、５チを超えると、恒弾性
特性の劣化をもたらす。

アルミニウムはチタンと同様合金強度全向上させるのに
有効な元素であり、その添加量が０．１％未満では十分
な強度の向上がなく、１．Ｏ％ｒ超えると、恒弾性特性
の劣化をもたらす。

次に本発明合金の製造方法について簡単に説明する。真
空または不活性カス雰囲気中で誘導溶解法等で所定の合
金組成に溶成し、熱間加工により所定の形状まで加工し
、更に冷間加工を行って所定の形状に形成し、しかる後
、時効処理を施して製造される。この場合、冷間加工は
加工率１０％〜９０％の範囲で施され、時効処理条件と
しては、例えば２００〜７５０℃で０．１〜１００時間
の加熱を行う。

〔発明の実施例〕

（実施例） 合金成分として第１表の実施例−１に示す、４８．６％
Ｎｉ−４，９％Ｃｒ−７，１％Ｔ　ｉ　−０，８％ＡＡ
−残部Ｆｅ　ｆ主要組成とする合金を高周波真空溶解に
よＶ製造し得られたインボラトラ熱間加工して厚さ２闘
の板材とした。この板材を更に１０００℃×１時間、加
熱保持抜水焼入れを行ない、次で５０チの冷間圧延ヲ行
って厚さ１燗とした。

得られた板材全試験素材として、時効処理後、恒弾性特
性と引張強さを測定（−た。恒弾性特性は熱弾性係数を
用いて評価し、測定は１Ｘ１０刈０−に切り出した試験
片の固有振動数（横振動法）の周波数の温度依存性で評
価した。この測定値より実施例−１の弾性率（ヤング率
Ｅ）をめ、温度による変化状態全第１図に曲線ａで示し
た。

また、弾性率の温度変化依存性（変化率）を０１熱膨張
係数の温度依存性（変化率）をαとすると、熱弾性係数
＝ｅ＋αで表わされる。この熱弾性係数は恒弾性特性を
評価する指標として用いられ、これが零に近い程、恒弾
性特性に優れているが、本実施例品では、この熱弾性係
数が常温（２０℃）から７５℃の間で１９ＸＩＯ−’１
７℃と極めて低い値を得ることが出来た。

さらに第１表の実施例−２，３および−４に示す合金組
成を上記実施例１と同様の方法で製造し、得られた板材
から試験片全切り出して、この恒弾性特性温度範囲と引
張強度を測定した。

第１表に示す通り、実施例−１から−４の合金の恒弾性
特性金示″ｊ温度範囲は７０℃以上でちり、従来材料に
比べ同等の特性であり、一方強度は１６０〜ｆ／ｊ以上
で、著しく改善されている。

第　１　表 （注１）常温（２０℃）から熱弾性係数が±２０Ｘ１０
　’０７℃）の範囲に入る上限温度を示す。

（比較例） 次に、比較例として、第１表の比較例−１〜２に示す、
合金組成で、実施例と同様な製造法により、試験片を作
製し、同様な評価を行った。　４゜比較例−１はチタン
がｉｏ、２％と許容範囲を超えており、熱弾性係数が±
２０刈０　（１／’Ｃ）の範囲を満足しなくなる。比較
例−２は、チタンが５．０チ未満であジ、かつ、ニッケ
ルが５５．０％以上でら９、熱弾性係数が±２０Ｘ１０
　［１／′Ｃ）の範囲全満足しない。

（従来例） 第１表に示す従来の析出型恒弾性合金（市販品）につい
ても、同様に恒弾性特性温度範囲および引張強度を測定
した。測定結果は第１表に示し、また、弾性率の温度依
存性は第１図に曲線すで示す。

〔発明の効果〕

上表の結果から明らかな如く、本発明に係わる析出硬化
型恒弾性合金によれば、従来の析出硬化型恒弾性合金は
、強度レベルが引張強度で、たかだか１００〜１２０Ｋ
ｆ／−であるが、本発明では、１６０Ｋｓ／−以上筐で
向上し、しかも従来合金と同等の恒弾性特性を有してい
る。この様な特徴を有す恒弾性合金は、その応用範囲全
飛躍的に拡大することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る恒弾性合金の特性例を示す曲線図
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量％でニッケル（Ｎｉ）　４５．０〜５５．０　’％
   　ｔクロム（Ｃｒ）　４．０〜６．５％、チタ：／　（
   Ｔｉ）　５．０〜９．５　％　、アルミニウム（Ａｔ）
   　０．１〜１．０　ｑ６　、残部鉄（Ｆｅ）と附随的不
   純物よりなる事を特徴とする恒弾性合金。