JP2000192194A - Metal plate of high hardness and high expansion alloy excellent in thermal setting resistance, and its manufacture - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal plate of high hardness and high expansion alloy combining high thermal expansion, high strength, and thermal setting resistance. SOLUTION: This metal plate of high hardness and high thermal expansion alloy excellent in thermal setting resistance has a composition consisting of, by weight, 0.1-1.0% C, <=1.0% Si, >1-21% Mn, 6-20% Ni, >6-15% Cr, 0.01-1.5% V, either or both of Mo and W within the range satisfying Mo+1/2 W<=3%, 0.005-0.2% N, and the balance essentially Fe or further containing <=0.5% Nb and further satisfying 30C -1.34 Si+0.5 Mn+Ni-0.67 Cr-Mo-0.5 W-5.3 V+20 N-10 Nb>=16. Moreover, the hardness at ordinary temperature is >=460 Hv, and the average coefficient of thermal expansion in the temperature range between ordinary temperature and 100 deg.C is >=16×10-6/ deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高強度、高熱膨張
特性、良好な耐熱へたり性を兼備する高硬度高膨張合金
金属板およびその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-hardness and high-expansion alloy metal plate having high strength, high thermal expansion characteristics, and good heat resistance, and a method for producing the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】高膨張合金は、例えばテレビジョンのブ
ラウン管内で、電子ビームを受けてシャドウマスクが加
熱されるときに生じる熱膨張による色ずれ障害を補正す
るためのバイメタルから構成されるシャドウマスク支持
部材の高熱膨張側の金属板などに用いられており、代表
的には高膨張側にはオーステナイト系ステンレス鋼、た
とえばＳＵＳ３０４（Ｆe−１８Ｃｒ−８Ｎｉ)が使用さ
れている。2. Description of the Related Art A high-expansion alloy is a shadow mask made of a bimetal for compensating for a color misregistration failure caused by thermal expansion that occurs when the shadow mask is heated by receiving an electron beam in a cathode ray tube of a television, for example. It is used for a metal plate or the like on the high thermal expansion side of the support member. Typically, an austenitic stainless steel, for example, SUS304 (Fe-18Cr-8Ni) is used on the high expansion side.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ＳＵＳ３０４の硬さ
は、冷間加工後、４５０℃前後で時効処理を行なうと、
４５０Ｈｖ程度と高いが、熱膨張係数は１５×１０マイ
ナス６乗／℃程度しかない。一方、既存の高膨張材料と
して、２２Ｎｉ−３．５Ｃｒ系および６Ｍｎ−２０Ｎｉ
系のＦｅ基合金があるが、これらはいずれも熱膨張係数
は２０×１０マイナス６乗／℃程度と高いが、強度が低
く、硬さでせいぜい２５０Ｈｖ程度で強度的に不十分で
ある。また、高膨張材料としてＡＭＳ５６２５にＦｅ−
９．５Ｎｉ−５．５Ｍｎ系の合金が記載されている。し
かし、これも熱膨張係数は、２２℃〜３１６℃の平均値
は約２０×１０マイナス６乗／℃と大きいが、硬さはは
約２８０Ｈｖと低い値である。また、高膨張金属板は部
品加工後、ブラウン管等に組み込まれる場合には、５０
０℃付近の加熱工程を経ることが多く、この加熱によっ
て軟化、あるいは変形すると、本来の部品としての形状
を保つことができなくなるばかりでなく、硬さが低下す
ると使用中に必要な強度が不足してしまう。したがっ
て、加熱工程によって熱へたりを起こしにくい材料が望
まれていた。本発明の目的は、高熱膨張、高強度、およ
び耐熱へたり性を兼備する高硬度高膨張合金金属板およ
びその製造方法を提供することである。The hardness of SUS304 is determined by performing aging treatment at about 450 ° C. after cold working.
Although it is as high as about 450 Hv, its coefficient of thermal expansion is only about 15 × 10−6 / ° C. On the other hand, as existing high expansion materials, 22Ni-3.5Cr and 6Mn-20Ni are used.
Although there are Fe-based alloys, these have a high coefficient of thermal expansion of about 20 × 10−6 / ° C., but their strength is low and their hardness is insufficient at about 250 Hv at most. In addition, as a high expansion material,
A 9.5Ni-5.5Mn-based alloy is described. However, the average value of the coefficient of thermal expansion between 22 ° C. and 316 ° C. is as large as about 20 × 10−6 / ° C., but the hardness is as low as about 280 Hv. If the high expansion metal plate is assembled into a cathode ray tube or the like after processing the parts,
It often goes through a heating process at around 0 ° C. If it is softened or deformed by this heating, it will not only be unable to maintain its shape as an original part, but if the hardness is reduced, the strength required during use will be insufficient. Resulting in. Therefore, a material that is unlikely to cause heat settling in the heating step has been desired. An object of the present invention is to provide a high-hardness and high-expansion alloy metal plate having both high thermal expansion, high strength, and heat resistance, and a method for producing the same.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者は上述した問題
を解決すべく、鋭意研究を行なった結果、特開平１０−
２５９４５５号に記載のＦｅ−Ｍｎ−Ｎｉ系合金を見出
した。これはＣ，Ｖを添加し、Ｖ，Ｃを主体とするバナ
ジウム炭化物による析出強化、Ｃ，Ｎ，Ｃr，Ｍo，Ｗを
添加することによる固溶強化および炭化物による析出強
化、Ｖ添加あるいはさらにＮｂ添加による固溶強化処理
時の結晶粒の粗大化防止による強度アップ、冷間加工お
よび時効処理条件の適正化等によって、熱処理膨張係数
を大きく低下させることなく、高強度化を図ったもので
ある。本発明者はさらに検討を加えた結果、Ｃｒを必須
添加とし，かつその量を多く添加することによって熱膨
張係数を大きく低下させることなく、耐熱へたり性を向
上させることができることを新規に見出し、本発明に到
ったものである。The present inventor has conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems.
No. 259455 has been found. This is achieved by adding C and V, strengthening precipitation by vanadium carbide mainly containing V and C, solid solution strengthening by adding C, N, Cr, Mo and W, and strengthening precipitation by carbide and adding V or further Nb. By increasing the strength by preventing the crystal grains from being coarsened during the solid solution strengthening treatment by addition, and by optimizing the conditions of cold working and aging treatment, the strength is enhanced without significantly reducing the heat treatment expansion coefficient. . As a result of further studies, the present inventor has newly found that by making Cr an essential addition and adding a large amount thereof, heat resistance can be improved without significantly lowering the thermal expansion coefficient. This has led to the present invention.

【０００５】すなわち、本発明は、重量％にて、Ｃ
０．１〜１．０％、Ｓｉ １．０％以下、Ｍｎ １％を
越えて２１％以下、Ｎｉ ６〜２０％、Ｃｒ ６％を超
え１５％以下、Ｖ ０．1〜１．５％、Ｍｏ，Ｗの１種
または２種以上をＭｏ＋１／２Ｗで３％以下、Ｎ ０．
００５〜０．２％を含み、残部実質的にＦｅからなり、
さらに３０Ｃ−１．３４Ｓｉ＋０．５Ｍｎ＋Ｎｉ−０．
６７Ｃｒ−Ｍｏ−０．５Ｗ−５．３Ｖ＋２０Ｎが１６以
上であり、かつ常温での硬さが４６０Ｈｖ以上、常温〜
１００℃の平均熱膨張係数が１６×１０マイナス６乗／
℃以上であることを特徴とする耐熱へたり性の優れた高
硬度高膨張合金金属板である。[0005] That is, the present invention provides a method for preparing C
0.1-1.0%, Si 1.0% or less, Mn more than 1% and 21% or less, Ni 6-20%, Cr more than 6% and 15% or less, V 0.1-1.5% , Mo, W at least 3% or less at Mo + ＷW.
005-0.2%, with the balance substantially consisting of Fe;
Furthermore, 30C-1.34Si + 0.5Mn + Ni-0.
67Cr-Mo-0.5W-5.3V + 20N is 16 or more, and the hardness at room temperature is 460 Hv or more,
The average coefficient of thermal expansion at 100 ° C. is 16 × 10−6th power /
A high-hardness and high-expansion alloy metal plate excellent in heat set resistance, which is not less than ℃.

【０００６】本発明においては、上記合金組成に加え
て、Ｎｂ ０．５％以下を含み、３０Ｃ−１．３４Ｓｉ
＋０．５Ｍｎ＋Ｎｉ−０．６７Ｃｒ−Ｍｏ−０．５Ｗ−
５．３Ｖ＋２０Ｎ−１０Ｎｂが１６以上とすることがで
きる。また、本発明の組成においては、重量％にて、Ｃ
０．３５〜１．０％、Ｓｉ１．０％以下、Ｍｎ ３％
〜１０％、Ｎｉ ６〜１５％、Ｃｒ ６％を超え１３％
以下、Ｖ ０．1〜１．０％、Ｍｏ，Ｗの１種または２
種以上をＭｏ＋１／２Ｗで３％以下、Ｎ ０．００５〜
０．２％を満足することが望ましい。In the present invention, in addition to the above alloy composition, the alloy contains 0.5% or less of Nb and contains 30C-1.34Si.
+ 0.5Mn + Ni-0.67Cr-Mo-0.5W-
5.3V + 20N-10Nb can be 16 or more. Further, in the composition of the present invention, C
0.35-1.0%, Si 1.0% or less, Mn 3%
-10%, Ni 6-15%, Cr more than 6% and 13%
Hereinafter, V 0.1 to 1.0%, one or two of Mo and W
3% or less at Mo + 1 / 2W, N 0.005
It is desirable to satisfy 0.2%.

【０００７】本発明の耐熱へたり性の優れた高硬度高熱
膨張合金金属板は、たとえば上記組成の合金を３０％以
上の圧下率で冷間加工することによって得ることができ
る。この時、冷間加工後に、４００℃〜７５０℃で時効
処理を行なうことが望ましい。The high hardness and high thermal expansion alloy metal sheet of the present invention having excellent heat set resistance can be obtained, for example, by cold working an alloy having the above composition at a rolling reduction of 30% or more. At this time, it is desirable to perform aging treatment at 400 ° C. to 750 ° C. after the cold working.

【０００８】[0008]

【発明の実施の形態】以下に本発明における各元素の作
用について述べる。Ｃは、オーステナイト生成元素であ
るとともに、オーステナイト基地に固溶し、強化に大き
く寄与するだけでなく、凝固時にＶ、あるいは更にＮｂ
との間にＭＣ型炭化物を形成し、固溶化処理時の結晶粒
の粗大化を防止し、さらに時効処理によってＶとの間に
ＶＣを主体とするバナジウム炭化物を形成し焼もどし軟
化抵抗を増す効果がある。このような効果をもたらすた
めには最低０．１％以上の添加を必要とするが、１．０
％を越えて添加すると、延性を低下させ、素材の加工性
を劣化させることから、０．１〜１．０％とした。さら
に望ましくは、０．３５〜１．０％がよい。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The function of each element in the present invention will be described below. C is an austenite-forming element and forms a solid solution in the austenite matrix, and not only greatly contributes to strengthening, but also V or Nb during solidification.
Forms an MC-type carbide between them and prevents coarsening of crystal grains during the solution treatment, and further forms a vanadium carbide mainly composed of VC between V and V by aging treatment to increase tempering softening resistance. effective. To achieve such an effect, it is necessary to add at least 0.1% or more.
%, The ductility is reduced and the workability of the material is deteriorated. More desirably, 0.35 to 1.0% is good.

【０００９】Ｓｉは、脱酸剤として添加されるが、１％
を越えて添加すると、延性を低下させるので、１．０％
以下とした。Ｍｎは、オーステナイトを安定化させ、高
い熱膨張係数をもたらすとともに、耐熱へたり性の向上
させるのに非常に有効な元素であるが、１％以下では効
果が少なく、一方、２０％を越えて添加すると固溶化熱
処理時の耐酸化性を劣化させるので、１％を越え２０％
以下とした。さらに望ましくは，３〜１０％がよい。Ｎ
ｉは、オーステナイトを安定化させ、高い熱膨張係数を
もたらすために必須の添加元素であるが、６％より少な
いと効果が少なく、一方、２０％を越えて添加すると、
熱膨張係数が逆に低下するだけでなく、素材のコストア
ップをもたらすことから、６〜２０％とした。さらに望
ましくは，６〜１５％がよい。[0009] Si is added as a deoxidizing agent.
If added in excess of 0.1%, the ductility is reduced.
It was as follows. Mn is a very effective element for stabilizing austenite, providing a high coefficient of thermal expansion, and improving heat resistance, but is less effective at 1% or less, while exceeding 20%. When added, the oxidation resistance during the solution heat treatment is deteriorated, so that it exceeds 1% and is 20%.
It was as follows. More preferably, it is 3 to 10%. N
i is an essential additive element for stabilizing austenite and providing a high coefficient of thermal expansion. When i is less than 6%, the effect is small.
On the contrary, the coefficient of thermal expansion is reduced, and the cost of the material is increased. More preferably, it is 6 to 15%.

【００１０】Ｖは、凝固時にＣとの間にＭＣ型炭化物を
形成し、固溶化熱処理時の結晶粒の粗大化を防止し、さ
らに時効処理時にＣとの間にＶＣを主体とする微細炭化
物を形成し焼もどし軟化抵抗を増す効果がある。その添
加量は、０．１％より少ないと上記の効果が十分でな
く、一方、１．５％を越えて添加するとＭＣ型炭化物量
が多くなり、延性が低下し、素材の加工性を害すること
から、０．１〜１．５％とした。さらに望ましくは０．
１〜１．０％がよい。Ｃrは、本合金の耐熱へたり性を
向上させるのに必要な元素であり、また、耐食性，固溶
化処理時の耐酸化性を向上させる元素であり、６％より
多くの添加が望ましい。一方、１５％を超えて添加する
と、フェライト相を多く生成して硬さを低下させたり、
粗大なＣｒ炭化物が生成しやすくなり、延性が低下する
ため、固溶化処理温度をより高温で行う必要が生じ、製
造性が悪くなることから、Ｃｒは６％を超え１５％以下
とした。さらに望ましくは、６％を超え１３％以下がよ
い。Ｍo，Ｗは、本合金のオーステナイト基地中に固溶
するとともに、一部は炭化物として析出して常温硬さお
よび耐熱へたり性を高めるのに効果が大きい元素であ
る。また、Ｍo，ＷはＭo当量として、(Ｍo＋1/2Ｗ)で整
理される。しかし、いずれもフェライト形成元素である
ため、多量の添加は、オーステナイト組織の安定性を阻
害することから、Ｍｏ＋１／２Ｗで３％以下とした。[0010] V forms an MC type carbide with C at the time of solidification, prevents coarsening of crystal grains at the time of solution treatment, and further forms a fine carbide mainly composed of VC between C and the C at the time of aging treatment. And has the effect of increasing tempering softening resistance. If the amount of addition is less than 0.1%, the above effect is not sufficient. On the other hand, if it exceeds 1.5%, the amount of MC type carbide increases, the ductility decreases, and the workability of the material is impaired. Therefore, it was set to 0.1 to 1.5%. More preferably, 0.
1-1.0% is good. Cr is an element necessary for improving the heat set resistance of the present alloy, and is an element for improving the corrosion resistance and the oxidation resistance during the solution treatment, and it is desirable to add Cr in an amount of more than 6%. On the other hand, if it is added in excess of 15%, a large amount of ferrite phase is formed to lower the hardness,
Since coarse Cr carbides are easily formed and ductility is reduced, it is necessary to perform the solution treatment at a higher temperature, and the productivity is deteriorated. Therefore, Cr is set to more than 6% and 15% or less. More preferably, it is more than 6% and 13% or less. Mo and W are elements that form a solid solution in the austenitic matrix of the present alloy and partially precipitate as carbides, and are highly effective in increasing the room temperature hardness and the heat resistance. Further, Mo and W are arranged as (Mo + 1 / 2W) as Mo equivalent. However, since both are ferrite-forming elements, the addition of a large amount impairs the stability of the austenite structure, so that Mo + 1 / 2W is set to 3% or less.

【００１１】Ｎは、オーステナイト基地中に固溶してオ
ーステナイトを安定化させ、熱膨張係数を高めるととも
に、固溶強化によって常温硬さおよび耐熱へたり性を高
めるのに有効であり、添加する。Ｎは０．００５％より
少ないと十分な効果が得られず，一方、０．２％を越え
て添加すると凝固時に鋼塊内部に欠陥を生じて鋼塊の健
全性を害することから、０．２％以下とした。Ｎｂは凝
固時にＣとの間にＭＣ型炭化物を形成し、固溶化熱処理
時の結晶粒の粗大化を防止する効果があり、適宜添加す
ることができる。Ｎｂは、０．５％を越えて添加すると
ＭＣ型炭化物が多くなり延性が低下し、素材の加工性を
害することから、添加する場合は０．５％以下とした。N is dissolved in the austenite matrix to stabilize austenite, increases the coefficient of thermal expansion, and is effective for increasing the room temperature hardness and the heat resistance to set by solid solution strengthening, and is added. If N is less than 0.005%, a sufficient effect cannot be obtained. On the other hand, if N exceeds 0.2%, defects occur inside the steel ingot at the time of solidification, which impairs the soundness of the steel ingot. 2% or less. Nb forms an MC type carbide with C at the time of solidification, has an effect of preventing crystal grains from becoming coarse during solution heat treatment, and can be added as appropriate. When Nb is added in excess of 0.5%, MC-type carbides increase, ductility is reduced, and the workability of the material is impaired.

【００１２】さらに上記に述べた合金元素は、個々の成
分範囲を満足するだけでなく、高膨張特性を得るために
は、少なくとも基地の基本的な構成相をオーステナイト
組織を基本組織とすることが必要である。本発明合金の
成分元素は、Ｃ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｎのオーステナイト形成
元素とＳｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，（Ｎｂ）のフェライ
ト形成元素からなっており、これらの元素のバランスを
Ｎｉ当量で整理した次式を下記の範囲とすることによっ
て、基地の基本構成相をオーステナイト組織とすること
ができる。 ３０Ｃ−１．３４Ｓｉ＋０．５Ｍｎ＋Ｎｉ−０．６７Ｃｒ−Ｍｏ −０．５Ｗ−５．３Ｖ−１０Ｎｂ＋２０Ｎ≧１６ ・・・・・（１） ここで、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，
Ｎｂ，Ｎは合金中の重量％を表している。この式の値が
１６より小さいとオーステナイト組織が不安定となり、
高硬度および高膨張特性が得られないことから、（１）
式の値を１８以上とした。Further, in order to obtain the high expansion characteristics as well as satisfying the individual component ranges of the alloy elements described above, at least the basic constituent phase of the matrix should be based on an austenitic structure. is necessary. The constituent elements of the alloy of the present invention are composed of austenite forming elements of C, Mn, Ni and N and ferrite forming elements of Si, Cr, Mo, W, V and (Nb). By setting the following equation arranged in the following range to the following range, the basic constituent phase of the matrix can be an austenitic structure. 30C-1.34Si + 0.5Mn + Ni-0.67Cr-Mo-0.5W-5.3V-10Nb + 20N ≧ 16 (1) where C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo, W, V,
Nb and N represent% by weight in the alloy. If the value of this equation is less than 16, the austenite structure becomes unstable,
Since high hardness and high expansion characteristics cannot be obtained, (1)
The value of the equation was 18 or more.

【００１３】硬さは、高強度化するためには高い方が望
ましく、従来の高膨張合金である２２Ｎｉ−３．５Ｃｒ
系および６Ｍｎ−２０Ｎｉ系のＦｅ基合金、およびＡＭ
Ｓ５６２５に登録されている９．５Ｎｉ−５．５Ｍｎ系
のＦｅ基合金より高くすることで高強度化を図ることを
狙って４６０Ｈｖ以上とした。本発明における熱膨張係
数は、上述した通りＳＵＳ３０４が有する１５×１０マ
イナス6乗／℃を超える熱膨張特性を目的とするため、
熱膨張係数（常温から１００℃の平均値）が少なくとも
１６×１０マイナス６乗／℃以上とした。It is desirable that the hardness is high in order to increase the strength, and 22Ni-3.5Cr which is a conventional high expansion alloy is used.
-Based and 6Mn-20Ni-based Fe-based alloys, and AM
460 Hv or more with the aim of increasing the strength by making it higher than the 9.5Ni-5.5Mn-based Fe-based alloy registered in S5625. As described above, the coefficient of thermal expansion in the present invention is intended to have a thermal expansion property exceeding 15 × 10 −6 / ° C. which SUS304 has,
The coefficient of thermal expansion (average value from normal temperature to 100 ° C.) was at least 16 × 10−6 / ° C. or more.

【００１４】次に本発明合金金属板の製造方法について
説明する。冷間加工は、硬さを高める目的で行なうが、
圧下率が３０％より小さいと十分な硬さが得られないこ
とから、圧下率は３０％以上とした。冷間加工後の時効
処理は、引張強さ、ばね特性および熱膨張係数を高める
目的で行なうが、４００℃以下では十分な効果が得られ
ず、また７５０℃を越えると硬さが大きく低下すること
から、４００〜７５０℃で時効処理するものとした。Next, a method for manufacturing the alloy metal sheet of the present invention will be described. Cold working is performed for the purpose of increasing hardness,
If the rolling reduction is less than 30%, sufficient hardness cannot be obtained, so the rolling reduction is 30% or more. The aging treatment after the cold working is performed for the purpose of increasing the tensile strength, the spring characteristics and the coefficient of thermal expansion. However, a sufficient effect cannot be obtained at 400 ° C. or less, and the hardness greatly decreases at 750 ° C. or more. Therefore, aging treatment was performed at 400 to 750 ° C.

【００１５】[0015]

【実施例】本発明鋼、比較鋼および従来鋼をいずれも大
気誘導溶解炉で溶解し、１０ｋｇのインゴットを作製
し、熱間鍛造、熱間圧延によって約２ｍｍ厚さの板を作
製した。その後、１０５０℃で１時間の固溶化処理を行
ない、脱スケールの後、５０％の冷間圧延によって、
１．０ｍｍ厚さの金属板に仕上げた。さらに６５０℃で
２分の時効処理を行なった後に、硬さ測定、熱膨張係数
測定、および熱へたり量の測定を行なった。熱へたり量
は，幅１０ｍｍ×長さ１００ｍｍの板状試験片の長さ方
向の中央部を５ｍｍだけたわませた状態で４５０℃で２
０分加熱し，冷却後の変形量を測定することで評価し
た。表１に本発明鋼Ｎｏ．１〜１３、比較鋼Ｎｏ．２１
〜２３、従来鋼Ｎｏ．２４〜２６の化学組成および
（１）式により計算される値（Ａ値）を、また、表２に
硬さ、平均熱膨張係数、熱へたり量をそれぞれ示す。EXAMPLES The steel of the present invention, the comparative steel and the conventional steel were all melted in an air induction melting furnace to prepare a 10 kg ingot, and a plate having a thickness of about 2 mm was prepared by hot forging and hot rolling. Thereafter, a solution treatment was performed at 1050 ° C. for 1 hour, and after descaling, 50% cold rolling was performed.
Finished into a 1.0 mm thick metal plate. Furthermore, after performing aging treatment at 650 ° C. for 2 minutes, hardness measurement, thermal expansion coefficient measurement, and measurement of heat set were performed. The amount of heat set was 2 at 450 ° C with the central part in the length direction of a 10 mm wide x 100 mm long plate-shaped test piece bent by 5 mm.
It was evaluated by heating for 0 minutes and measuring the amount of deformation after cooling. Table 1 shows the steel No. of the present invention. No. 1 to 13, comparative steel No. 21
~ 23, conventional steel No. The chemical compositions of Nos. 24 to 26 and the value (A value) calculated by the formula (1) are shown in Table 2, and the hardness, the average thermal expansion coefficient, and the amount of heat set are shown in Table 2, respectively.

【００１６】ここで，従来鋼Ｎｏ．２４は、ＳＵＳ３０
４、Ｎｏ．２５は２２Ｎｉ−３．５Ｃｒ系のＦｅ基合
金、Ｎｏ．２６はＡＭＳ５６２５に登録されている９．
５Ｎｉ−５．５Ｍｎ系のＦｅ基合金である。表２に示す
ように、本発明方法によって製造された本発明鋼Ｎｏ．
１〜１３は、いずれも硬さが４６０Ｈｖ以上の高硬度を
有し、かつ３０〜１００℃の平均熱膨張係数が１６×１
０マイナス６乗／℃以上の高膨張特性を示し、かつ熱へ
たり量が小さい値を示すことがわかる。一方、本発明に
対して、Ｃｒ量の低い、Ｎｏ．２１は耐熱へたり量が大
きくなり好ましくない。また、化学組成および式（１）
の値が本発明と異なる比較鋼Ｎｏ．２２〜２３および従
来鋼Ｎｏ．２４〜２６は、硬さまたは／および熱膨張係
数が本発明合金より低い値しか示しておらず、また／お
よび熱へたり量も大きい値を示している。Here, the conventional steel No. 24 is SUS30
4, no. No. 25 is a 22Ni-3.5Cr Fe-based alloy; 26 is registered in AMS 5625
5Ni-5.5Mn-based Fe-based alloy. As shown in Table 2, the steel No. of the present invention produced by the method of the present invention.
1 to 13 each have a high hardness of 460 Hv or more, and have an average thermal expansion coefficient of 16 × 1 at 30 to 100 ° C.
It can be seen that it exhibits a high expansion characteristic of 0-6 / ° C. or more and a small amount of heat sag. On the other hand, with respect to the present invention, No. 1 having a low Cr content. No. 21 is not preferable because the amount of heat sink is large. Also, the chemical composition and the formula (1)
No. of Comparative Steel No. 22 to 23 and conventional steel Nos. Nos. 24 to 26 indicate values lower in hardness or / and thermal expansion coefficient than those of the alloy of the present invention, and / or values in which the amount of heat sag is large.

【００１７】[0017]

【表１】 [Table 1]

【００１８】[0018]

【表２】 [Table 2]

【００１９】[0019]

【発明の効果】以上説明したように本発明鋼は、高い強
度と高い熱膨張係数および良好な耐熱へたり性を兼備し
た高硬度高膨張合金金属板が得られることができるもの
である。As described above, the steel of the present invention can provide a high-hardness and high-expansion alloy metal plate having high strength, a high coefficient of thermal expansion, and good heat resistance.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 重量％にて、Ｃ ０．１〜１．０％、Ｓ
ｉ １．０％以下、Ｍｎ １％を越えて２１％以下、Ｎ
ｉ ６〜２０％、Ｃｒ ６％を超え１５％以下、Ｖ
０．1〜１．５％、Ｍｏ，Ｗの１種または２種以上をＭ
ｏ＋１／２Ｗで３％以下、Ｎ ０．００５〜０．２％を
含み、残部実質的にＦｅからなり、さらに３０Ｃ−１．
３４Ｓｉ＋０．５Ｍｎ＋Ｎｉ−０．６７Ｃｒ−Ｍｏ−
０．５Ｗ−５．３Ｖ＋２０Ｎが１６以上であり、かつ常
温での硬さが４６０Ｈｖ以上、常温〜１００℃の平均熱
膨張係数が１６×１０マイナス６乗／℃以上であること
を特徴とする耐熱へたり性の優れた高硬度高膨張合金金
属板。C. 0.1 to 1.0% by weight of C,
i 1.0% or less, Mn more than 1% and 21% or less, N
i 6-20%, Cr more than 6% and 15% or less, V
0.1 to 1.5%, one or more of Mo and W
3% or less at o + 1 / 2W, containing 0.005 to 0.2% of N, the balance substantially consisting of Fe, and 30C-1.
34Si + 0.5Mn + Ni-0.67Cr-Mo-
0.5W-5.3V + 20N is 16 or more, the hardness at room temperature is 460Hv or more, and the average thermal expansion coefficient from room temperature to 100 ° C is 16 × 10−6 / ° C or more. High hardness and high expansion alloy metal plate with excellent settability. 【請求項２】 重量％にて、Ｎｂ ０．５％以下を含
み、３０Ｃ−１．３４Ｓｉ＋０．５Ｍｎ＋Ｎｉ−０．６
７Ｃｒ−Ｍｏ−０．５Ｗ−５．３Ｖ＋２０Ｎ−１０Ｎｂ
が１６以上であることを特徴とする請求項１に記載の耐
熱へたり性の優れた高硬度高膨張合金金属板。2. A composition containing 30% or less of Nb by 0.5% by weight and containing 30% of Cb-1.34Si + 0.5Mn + Ni-0.6.
7Cr-Mo-0.5W-5.3V + 20N-10Nb
The high-hardness and high-expansion alloy metal sheet having excellent heat set resistance according to claim 1, wherein the number is 16 or more. 【請求項３】 重量％にて、Ｃ ０．３５〜１．０％、
Ｓｉ １．０％以下、Ｍｎ ３％〜１０％、Ｎｉ ６〜
１５％、Ｃｒ ６％を超え１３％以下、Ｖ０．1〜１．
０％、Ｍｏ，Ｗの１種または２種以上をＭｏ＋１／２Ｗ
で３％以下、Ｎ ０．００５〜０．２％であることを特
徴とする請求項１または２に記載の耐熱へたり性の優れ
た高硬度高膨張合金金属板。3. 0.35 to 1.0% by weight of C,
Si 1.0% or less, Mn 3% to 10%, Ni 6 to
15%, Cr more than 6% and 13% or less, V0.1-1.
0%, one or more of Mo and W are Mo + 1 / 2W
The high-hardness and high-expansion alloy metal sheet according to claim 1 or 2, wherein the N is 0.005 to 0.2%. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の合
金を３０％以上の圧下率で冷間加工することを特徴とす
る高強度高膨張合金金属板の製造方法。4. A method for producing a high-strength and high-expansion alloy metal sheet, comprising cold-working the alloy according to claim 1 at a rolling reduction of 30% or more. 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかに記載の合
金を３０％以上の圧下率で冷間加工した後に４００℃〜
７５０℃で時効処理を行なうことを特徴とする耐熱へた
り性の優れた高硬度高膨張合金金属板の製造方法。5. The alloy according to claim 1, which is cold worked at a rolling reduction of 30% or more, and then heated to 400 ° C.
A method for producing a high-hardness and high-expansion alloy metal plate excellent in heat set resistance, which comprises performing aging treatment at 750 ° C.