JP2002256395A - 捻回特性に優れた高強度低熱膨張合金およびその合金線 - Google Patents
捻回特性に優れた高強度低熱膨張合金およびその合金線Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低弛度送電線の芯線用材料として使用する捻
回特性に優れた高強度低熱膨張合金およびその合金線を
提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．１〜０．４％、Ｖ：
０．５％超〜３．０％、Ｎｉ：２５〜５０％、を含有
し、２≦Ｖ／Ｃ≦９を満たし、残部Ｆｅおよび不可避的
不純物からなることを特徴とする捻回特性に優れた高強
度低熱膨張合金。さらに、上記合金に加えて、Ｓｉ：
２．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：３．０％以
下、Ｃｏ：１０％以下、のうちの１種または２種以上を
含むこと、さらに、Ｂ：０．０５％以下、Ｃａ：０．０
５％以下、Ｍｇ：０．０５％以下、のうちの１種または
２種以上を含むこと、また、Ａｌ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｗ，Ｃｕ、のうちの１種または２種
以上を合計で５％以下含むこと。これら鋼より製造され
た合金線。
回特性に優れた高強度低熱膨張合金およびその合金線を
提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．１〜０．４％、Ｖ：
０．５％超〜３．０％、Ｎｉ：２５〜５０％、を含有
し、２≦Ｖ／Ｃ≦９を満たし、残部Ｆｅおよび不可避的
不純物からなることを特徴とする捻回特性に優れた高強
度低熱膨張合金。さらに、上記合金に加えて、Ｓｉ：
２．０％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：３．０％以
下、Ｃｏ：１０％以下、のうちの１種または２種以上を
含むこと、さらに、Ｂ：０．０５％以下、Ｃａ：０．０
５％以下、Ｍｇ：０．０５％以下、のうちの１種または
２種以上を含むこと、また、Ａｌ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｗ，Ｃｕ、のうちの１種または２種
以上を合計で５％以下含むこと。これら鋼より製造され
た合金線。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば低弛度送電
線の芯線用材料等として使用する捻回特性に優れた高強
度低熱膨張合金およびその合金線に関するものである。
線の芯線用材料等として使用する捻回特性に優れた高強
度低熱膨張合金およびその合金線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、耐熱Ａｌ合金の撚り線からなる架
空送電線の芯線としては、鋼線が主に使用されてきた。
また、近年、電力需要の増大に対応するため、送電量を
増やす必要がある。しかし、送電量を増やした場合、従
来の鋼線では熱膨張が大きいため、電線の垂れ下がりが
問題となる。そこで、低い熱膨張率を持つインバー合金
を芯線用材料として用いて、低弛度化による送電量の増
大を図る。この時、インバー合金は、最終的には細線の
撚り線として使用するために、高い引張強さと優れた捻
回特性を高位に安定させることが必要となる。
空送電線の芯線としては、鋼線が主に使用されてきた。
また、近年、電力需要の増大に対応するため、送電量を
増やす必要がある。しかし、送電量を増やした場合、従
来の鋼線では熱膨張が大きいため、電線の垂れ下がりが
問題となる。そこで、低い熱膨張率を持つインバー合金
を芯線用材料として用いて、低弛度化による送電量の増
大を図る。この時、インバー合金は、最終的には細線の
撚り線として使用するために、高い引張強さと優れた捻
回特性を高位に安定させることが必要となる。
【０００３】これらのことから、高強度低熱膨張合金と
して、例えば特公平３−２１６２２号公報や特公平３−
２１６２３号公報および特許第２９６８４３０号特許公
報が知られている。上記の特公平３−２１６２２号公報
には、Ｃ：０．１％超過〜０．３％未満、Ｃｏ：０．１
〜５．０％未満およびＣｕ：０．１〜７．０％以下（た
だし、Ｃｏ＋Ｃｕ：８．０％以下）とともに、（Ｎｉ＋
Ｃｏ＋Ｃｕ）：３８．０〜５０．０％となるＮｉを含有
し、Ｓｉ，ＭｎおよびＣｒの１種または２種以上を１．
０％以下と、Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ
およびＷの１種または２種以上を０．２０〜４．０％含
有し、残部が実質的にＦｅからなる高強度低熱膨張合金
が開示されている。
して、例えば特公平３−２１６２２号公報や特公平３−
２１６２３号公報および特許第２９６８４３０号特許公
報が知られている。上記の特公平３−２１６２２号公報
には、Ｃ：０．１％超過〜０．３％未満、Ｃｏ：０．１
〜５．０％未満およびＣｕ：０．１〜７．０％以下（た
だし、Ｃｏ＋Ｃｕ：８．０％以下）とともに、（Ｎｉ＋
Ｃｏ＋Ｃｕ）：３８．０〜５０．０％となるＮｉを含有
し、Ｓｉ，ＭｎおよびＣｒの１種または２種以上を１．
０％以下と、Ｍｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａ
およびＷの１種または２種以上を０．２０〜４．０％含
有し、残部が実質的にＦｅからなる高強度低熱膨張合金
が開示されている。
【０００４】また、特公平３−２１６２３号公報には、
Ｃ：０．１％超過〜０．３％未満およびＣｕ：０．１〜
８．０％を含有し、（Ｎｉ＋Ｃｕ）：３５．０〜５０．
０％となる量のＮｉを含有するとともに、Ｓｉ，Ｍｎお
よびＣｒの１種または２種以上を１．０％超過〜５．０
％含有し、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｗ，Ｈｆおよ
びＡｌの１種または２種以上を４．５％以下含有し、残
余が実質的にＦｅからなる高強度低熱膨張合金であり、
また、特許第２９６８４３０号特許公報は、重量比にし
て、Ｃ：０．１〜０．４％、Ｓｉ：０．２〜１．５％、
Ｍｎ：０．１〜１．５％、Ｎｉ：３３〜４２％、Ｃｏ：
５．０％以下、Ｃｒ：０．７５〜３．０％、Ｖ：０．２
〜３．０％、Ｂ：０．００３％以下、Ｏ：０．００３％
以下、Ａｌ：０．１％以下、Ｍｇ：０．１％以下、Ｔ
ｉ：０．１％以下、Ｃａ：０．１％以下を含有し、残部
がＦｅおよび不可避的不純物からなり、かつ１．０％≦
Ｖ＋Ｃｒ≦５．０％の関係を有する高強度低熱膨張合金
が開示されている。
Ｃ：０．１％超過〜０．３％未満およびＣｕ：０．１〜
８．０％を含有し、（Ｎｉ＋Ｃｕ）：３５．０〜５０．
０％となる量のＮｉを含有するとともに、Ｓｉ，Ｍｎお
よびＣｒの１種または２種以上を１．０％超過〜５．０
％含有し、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｗ，Ｈｆおよ
びＡｌの１種または２種以上を４．５％以下含有し、残
余が実質的にＦｅからなる高強度低熱膨張合金であり、
また、特許第２９６８４３０号特許公報は、重量比にし
て、Ｃ：０．１〜０．４％、Ｓｉ：０．２〜１．５％、
Ｍｎ：０．１〜１．５％、Ｎｉ：３３〜４２％、Ｃｏ：
５．０％以下、Ｃｒ：０．７５〜３．０％、Ｖ：０．２
〜３．０％、Ｂ：０．００３％以下、Ｏ：０．００３％
以下、Ａｌ：０．１％以下、Ｍｇ：０．１％以下、Ｔ
ｉ：０．１％以下、Ｃａ：０．１％以下を含有し、残部
がＦｅおよび不可避的不純物からなり、かつ１．０％≦
Ｖ＋Ｃｒ≦５．０％の関係を有する高強度低熱膨張合金
が開示されている。
【０００５】一方、高強度合金線として、例えば特開平
６−２７９９４５号公報や特開平６−３４６１９３号公
報が知られている。この特開平６−２７９９４５号公報
には、重量％で、Ｃ：０．０６〜０．５０％を含み、Ｃ
ｏ：６５％以下、Ｎｉ：３０％以下の１種または２種を
Ｃｏ＋Ｎｉで２５〜６５％含有し、残部がＦｅを主成分
とする組成からなるオーステナイト相を主体とする高強
度低熱膨張合金線であって、加工誘起マルテンサイト相
を含有する高強度低熱膨張合金線が開示されている。
６−２７９９４５号公報や特開平６−３４６１９３号公
報が知られている。この特開平６−２７９９４５号公報
には、重量％で、Ｃ：０．０６〜０．５０％を含み、Ｃ
ｏ：６５％以下、Ｎｉ：３０％以下の１種または２種を
Ｃｏ＋Ｎｉで２５〜６５％含有し、残部がＦｅを主成分
とする組成からなるオーステナイト相を主体とする高強
度低熱膨張合金線であって、加工誘起マルテンサイト相
を含有する高強度低熱膨張合金線が開示されている。
【０００６】さらには、特開平６−３４６１９３号公報
には、重量％で、Ｃ：０．０６〜０．５０％、Ｓｉ：１
％以下、Ｍｎ：２％以下、Ｎｉ：２５〜３０％、Ｃｏ：
２〜１６．３％を含み、かつＮｉとＣｏの関係が５２−
（５／３）Ｎｉ≦Ｃｏ≦５８−（５／３）Ｎｉからな
り、さらに、Ｖ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，ＨｆおよびＺｒの
１種または２種を合計で１％以下含有し、残部は不純物
を除きＦｅからなる組成で、少なくともオーステナイト
相と加工誘起変態によって生じるマルテンサイト相との
２相を有する組成とした高強度低熱膨張合金線が開示さ
れている。
には、重量％で、Ｃ：０．０６〜０．５０％、Ｓｉ：１
％以下、Ｍｎ：２％以下、Ｎｉ：２５〜３０％、Ｃｏ：
２〜１６．３％を含み、かつＮｉとＣｏの関係が５２−
（５／３）Ｎｉ≦Ｃｏ≦５８−（５／３）Ｎｉからな
り、さらに、Ｖ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，ＨｆおよびＺｒの
１種または２種を合計で１％以下含有し、残部は不純物
を除きＦｅからなる組成で、少なくともオーステナイト
相と加工誘起変態によって生じるマルテンサイト相との
２相を有する組成とした高強度低熱膨張合金線が開示さ
れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した特公平３−２
１６２２号公報や特公平３−２１６２３号公報について
は、多くの強化元素の１つとしてＶ選択添加を掲げてい
るが、しかし、Ｖ添加の捻回特性に対する優位性につい
ては特に述べられていない。また、特許第２９６８４３
０号特許公報は、Ｖ添加の捻回特性に対する優位性につ
いて述べているが、しかし、低弛度送電線の芯線用材料
として使用する際に、上記特許では、高い引張強さ、優
れた捻回特性と、低い熱膨張特性を全て高位に安定させ
るためには未だ不十分であると言う問題がある。
１６２２号公報や特公平３−２１６２３号公報について
は、多くの強化元素の１つとしてＶ選択添加を掲げてい
るが、しかし、Ｖ添加の捻回特性に対する優位性につい
ては特に述べられていない。また、特許第２９６８４３
０号特許公報は、Ｖ添加の捻回特性に対する優位性につ
いて述べているが、しかし、低弛度送電線の芯線用材料
として使用する際に、上記特許では、高い引張強さ、優
れた捻回特性と、低い熱膨張特性を全て高位に安定させ
るためには未だ不十分であると言う問題がある。
【０００８】さらに、特開平６−２７９９４５号公報や
特開平６−３４６１９３号公報については、加工誘起マ
ルテンサイト変態を利用したものである。しかし、上記
材料を用いて製造した合金線は、１０％程度のＣｏを含
有するためコストが高く、さらに加工誘起マルテンサイ
ト変態によって、引張強さは向上するが、熱膨張率が大
きくなり捻回特性が劣ると言う問題がある。
特開平６−３４６１９３号公報については、加工誘起マ
ルテンサイト変態を利用したものである。しかし、上記
材料を用いて製造した合金線は、１０％程度のＣｏを含
有するためコストが高く、さらに加工誘起マルテンサイ
ト変態によって、引張強さは向上するが、熱膨張率が大
きくなり捻回特性が劣ると言う問題がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述したような問題を解
消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、時効
強化元素であるＣとＶの含有量の比（Ｖ／Ｃ）を制御
し、また、Ｃｒを含有する場合はＶ／Ｃｒ比を制御する
ことにより、高い引張強さ、優れた捻回特性と低い熱膨
張特性を全て高位に安定させた高強度低熱膨張合金、さ
らには、Ｖ添加型のＦｅ−Ｎｉ系合金を用いて、引張強
さ１３００ＭＰａ以上、望ましくは１４００ＭＰａ以上
で捻回値が２０回／１００Ｄ以上、望ましくは６０回／
１００Ｄ以上の捻回特性に優れた高強度低熱膨張の合金
線を提供するものである。その発明の要旨とするところ
は、 （１）質量％で、Ｃ：０．１〜０．４％、Ｖ：０．５％
超〜３．０％、Ｎｉ：２５〜５０％、を含有し、２≦Ｖ
／Ｃ≦９を満たし、残部Ｆｅおよび不可避的不純物から
なることを特徴とする捻回特性に優れた高強度低熱膨張
合金。
消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、時効
強化元素であるＣとＶの含有量の比（Ｖ／Ｃ）を制御
し、また、Ｃｒを含有する場合はＶ／Ｃｒ比を制御する
ことにより、高い引張強さ、優れた捻回特性と低い熱膨
張特性を全て高位に安定させた高強度低熱膨張合金、さ
らには、Ｖ添加型のＦｅ−Ｎｉ系合金を用いて、引張強
さ１３００ＭＰａ以上、望ましくは１４００ＭＰａ以上
で捻回値が２０回／１００Ｄ以上、望ましくは６０回／
１００Ｄ以上の捻回特性に優れた高強度低熱膨張の合金
線を提供するものである。その発明の要旨とするところ
は、 （１）質量％で、Ｃ：０．１〜０．４％、Ｖ：０．５％
超〜３．０％、Ｎｉ：２５〜５０％、を含有し、２≦Ｖ
／Ｃ≦９を満たし、残部Ｆｅおよび不可避的不純物から
なることを特徴とする捻回特性に優れた高強度低熱膨張
合金。
【００１０】（２）前記（１）において、Ｓｉ：２．０
％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：３．０％以下、Ｃ
ｏ：１０％以下、のうちの１種または２種以上を含むこ
とを特徴とする捻回特性に優れた高強度低熱膨張合金。 （３）前記（１）または（２）において、０．５≦Ｖ／
Ｃｒであることを特徴とする捻回特性に優れた高強度低
熱膨張合金。 （４）前記（１）〜（３）において、３７％≦Ｎｉ＋Ｃ
ｏ≦４０％であることを特徴とする捻回特性に優れた高
強度低熱膨張合金。
％以下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：３．０％以下、Ｃ
ｏ：１０％以下、のうちの１種または２種以上を含むこ
とを特徴とする捻回特性に優れた高強度低熱膨張合金。 （３）前記（１）または（２）において、０．５≦Ｖ／
Ｃｒであることを特徴とする捻回特性に優れた高強度低
熱膨張合金。 （４）前記（１）〜（３）において、３７％≦Ｎｉ＋Ｃ
ｏ≦４０％であることを特徴とする捻回特性に優れた高
強度低熱膨張合金。
【００１１】（５）前記（１）〜（４）において、Ｂ：
０．０５％以下、Ｃａ：０．０５％以下、Ｍｇ：０．０
５％以下、のうちの１種または２種以上を含むことを特
徴とする捻回特性に優れた高強度低熱膨張合金。 （６）前記（１）〜（５）において、Ａｌ，Ｍｏ，Ｔ
ｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｗ，Ｃｕ、のうちの１種
または２種以上を合計で５％以下含むことを特徴とする
捻回特性に優れた高強度低熱膨張合金。 （７）前記（１）〜（６）の材料を用いて製造される捻
回特性に優れた高強度低熱膨張合金線。
０．０５％以下、Ｃａ：０．０５％以下、Ｍｇ：０．０
５％以下、のうちの１種または２種以上を含むことを特
徴とする捻回特性に優れた高強度低熱膨張合金。 （６）前記（１）〜（５）において、Ａｌ，Ｍｏ，Ｔ
ｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｗ，Ｃｕ、のうちの１種
または２種以上を合計で５％以下含むことを特徴とする
捻回特性に優れた高強度低熱膨張合金。 （７）前記（１）〜（６）の材料を用いて製造される捻
回特性に優れた高強度低熱膨張合金線。
【００１２】（８）前記（１）〜（６）からなる材料を
用いて製造され、引張強さが１３００ＭＰａ以上、捻回
値が２０回／１００Ｄ以上であることを特徴とする捻回
特性に優れた高強度低熱膨張合金線。但し、Ｄ：最終線
径 （９）前記（７）、前記（８）の伸びが０．８％以上の
特性を有することを特徴とする捻回特性に優れた高強度
低熱膨張合金線。
用いて製造され、引張強さが１３００ＭＰａ以上、捻回
値が２０回／１００Ｄ以上であることを特徴とする捻回
特性に優れた高強度低熱膨張合金線。但し、Ｄ：最終線
径 （９）前記（７）、前記（８）の伸びが０．８％以上の
特性を有することを特徴とする捻回特性に優れた高強度
低熱膨張合金線。
【００１３】（１０）前記（７）〜（９）の線膨張係数
が、１５℃から１００℃までの２点間における平均線膨
張係数が３×１０-6／℃以下（１５〜１００℃）、１５
℃から２３０℃までの２点間における平均線膨張係数が
４×１０-6／℃以下（１５〜２３０℃）、１００℃から
２４０℃までの２点間における平均線膨張係数が４×１
０-6／℃以下（１００〜２４０℃）、２３０℃から２９
０℃までの２点間における平均線膨張係数が１１×１０
-6／℃以下（２３０〜２９０℃）を満足する特性を有す
ることを特徴とする捻回特性に優れた高強度低熱膨張合
金線。 （１１）前記（７）〜（１０）記載の合金線にＡｌ被
覆、またはＺｎめっき処理を施してなる捻回特性に優れ
た高強度低熱膨張合金線にある。
が、１５℃から１００℃までの２点間における平均線膨
張係数が３×１０-6／℃以下（１５〜１００℃）、１５
℃から２３０℃までの２点間における平均線膨張係数が
４×１０-6／℃以下（１５〜２３０℃）、１００℃から
２４０℃までの２点間における平均線膨張係数が４×１
０-6／℃以下（１００〜２４０℃）、２３０℃から２９
０℃までの２点間における平均線膨張係数が１１×１０
-6／℃以下（２３０〜２９０℃）を満足する特性を有す
ることを特徴とする捻回特性に優れた高強度低熱膨張合
金線。 （１１）前記（７）〜（１０）記載の合金線にＡｌ被
覆、またはＺｎめっき処理を施してなる捻回特性に優れ
た高強度低熱膨張合金線にある。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る捻回特性に優
れた高強度低熱膨張合金の化学組成範囲について成分限
定理由を述べる。 Ｃ：０．１〜０．４％ Ｃは、固溶強化、炭化物の析出強化として材料の強化に
必要である。しかし、過剰に含有すると、捻回特性が劣
化し、線膨張係数が大きくなるため、その範囲を０．１
〜０．４％とした。
れた高強度低熱膨張合金の化学組成範囲について成分限
定理由を述べる。 Ｃ：０．１〜０．４％ Ｃは、固溶強化、炭化物の析出強化として材料の強化に
必要である。しかし、過剰に含有すると、捻回特性が劣
化し、線膨張係数が大きくなるため、その範囲を０．１
〜０．４％とした。
【００１５】Ｖ：０．５％超〜３．０％ Ｖは、炭化物の析出強化として材料の強化に必要であ
る。また、粗大炭化物の粒界析出を抑制し、粒内炭化物
の微細析出を促進するため、捻回特性の向上に有効であ
る。しかし、過剰に含有すると、捻回特性が劣化し、線
膨張係数が大きくなるため、その範囲を０．５％超〜
３．０％とした。 Ｎｉ：２５〜５０％ Ｎｉは、低い熱膨張特性を実現させるために不可欠であ
り、その範囲を２５〜５０％とした。
る。また、粗大炭化物の粒界析出を抑制し、粒内炭化物
の微細析出を促進するため、捻回特性の向上に有効であ
る。しかし、過剰に含有すると、捻回特性が劣化し、線
膨張係数が大きくなるため、その範囲を０．５％超〜
３．０％とした。 Ｎｉ：２５〜５０％ Ｎｉは、低い熱膨張特性を実現させるために不可欠であ
り、その範囲を２５〜５０％とした。
【００１６】２≦Ｖ／Ｃ≦９ Ｖ／Ｃは、本発明の最大の特徴とするもので、Ｃ量に対
してＶ量が少な過ぎると、析出強化が不十分であり、さ
らに、固溶Ｃ量が増えて、線膨張係数が大きくなる。ま
た、Ｃ量に対してＶ量が過剰な場合も、線膨張係数が大
きくなり、さらに捻回特性が劣化する。よって、２≦Ｖ
／Ｃ≦９、さらに好ましくは３≦Ｖ／Ｃ≦５とする。
してＶ量が少な過ぎると、析出強化が不十分であり、さ
らに、固溶Ｃ量が増えて、線膨張係数が大きくなる。ま
た、Ｃ量に対してＶ量が過剰な場合も、線膨張係数が大
きくなり、さらに捻回特性が劣化する。よって、２≦Ｖ
／Ｃ≦９、さらに好ましくは３≦Ｖ／Ｃ≦５とする。
【００１７】Ｓｉ：２．０％以下 Ｓｉは、材料の強化に必要である。しかし、多量の添加
は、線膨張係数を大きくするために、その上限を２．０
％とする。 Ｍｎ：２．０％以下 Ｍｎは、脱酸剤であり、さらに、材料の強化に有効であ
る。しかし、多量の添加は、線膨張係数を大きくするた
めに、その上限を２．０％とする。
は、線膨張係数を大きくするために、その上限を２．０
％とする。 Ｍｎ：２．０％以下 Ｍｎは、脱酸剤であり、さらに、材料の強化に有効であ
る。しかし、多量の添加は、線膨張係数を大きくするた
めに、その上限を２．０％とする。
【００１８】Ｃｒ：３．０％以下 Ｃｒは、材料の強化に有効である。しかし、多量の添加
は、線膨張係数を大きくするために、その上限を３．０
％とする。 ０．５≦Ｖ／Ｃｒ Ｖ／Ｃｒは、Ｖ量に対して過剰のＣｒを含有すると、粗
大なＣｒ系炭化物、粗大なＶ，Ｃｒ系の複合炭化物を生
成し捻回特性が劣化する。捻回特性をさらに高位に安定
させる必要のある場合、０．５≦Ｖ／Ｃｒ、さらに好ま
しくは０．９≦Ｖ／Ｃｒとする。
は、線膨張係数を大きくするために、その上限を３．０
％とする。 ０．５≦Ｖ／Ｃｒ Ｖ／Ｃｒは、Ｖ量に対して過剰のＣｒを含有すると、粗
大なＣｒ系炭化物、粗大なＶ，Ｃｒ系の複合炭化物を生
成し捻回特性が劣化する。捻回特性をさらに高位に安定
させる必要のある場合、０．５≦Ｖ／Ｃｒ、さらに好ま
しくは０．９≦Ｖ／Ｃｒとする。
【００１９】Ｃｏ：１０％以下 Ｃｏは、原材料に不可避的不純物として含まれる場合が
多い。また、添加した場合には、Ｎｉと同様に線膨張係
数の低減に有効であるが、多量の添加は、原価の上昇を
招くため、その上限を１０％とした。 ３７％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦４０％ Ｎｉ＋Ｃｏは、低弛度送電線の芯線用材料として使用す
る場合、常温から３００℃程度の温度域全般に渡って、
平均的に低い線膨張係数を有する必要があるため、その
範囲を３７％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦４０％とした。さらに必要
に応じて３７．５％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦３９％とする。
多い。また、添加した場合には、Ｎｉと同様に線膨張係
数の低減に有効であるが、多量の添加は、原価の上昇を
招くため、その上限を１０％とした。 ３７％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦４０％ Ｎｉ＋Ｃｏは、低弛度送電線の芯線用材料として使用す
る場合、常温から３００℃程度の温度域全般に渡って、
平均的に低い線膨張係数を有する必要があるため、その
範囲を３７％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦４０％とした。さらに必要
に応じて３７．５％≦Ｎｉ＋Ｃｏ≦３９％とする。
【００２０】Ｂ：０．０５％以下 Ｂは、熱間加工性の向上に有効である。しかし、多量の
添加は、靱性劣化するために、その上限を０．０５％と
した。 Ｃａ：０．０５％以下、Ｍｇ：０．０５％以下 Ｃａ，Ｍｇは、Ｓ等の不純物の固定による靱性の向上を
計る元素である。しかし、多量の添加は逆に靱性劣化す
るために、その上限をそれぞれ、０．０５％とした。
添加は、靱性劣化するために、その上限を０．０５％と
した。 Ｃａ：０．０５％以下、Ｍｇ：０．０５％以下 Ｃａ，Ｍｇは、Ｓ等の不純物の固定による靱性の向上を
計る元素である。しかし、多量の添加は逆に靱性劣化す
るために、その上限をそれぞれ、０．０５％とした。
【００２１】Ａｌ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈ
ｆ，Ｗ，Ｃｕ、のうちの１種または２種以上を合計で５
％以下 Ａｌ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｗ，Ｃｕ
は、材料の強化に有効であるが、しかし、多量の添加は
延性、熱膨張特性の劣化を招くため、その上限を合計で
５％以下とした。
ｆ，Ｗ，Ｃｕ、のうちの１種または２種以上を合計で５
％以下 Ａｌ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｗ，Ｃｕ
は、材料の強化に有効であるが、しかし、多量の添加は
延性、熱膨張特性の劣化を招くため、その上限を合計で
５％以下とした。
【００２２】本発明の捻回特性に優れた高強度低熱膨張
合金線は、引張強さが１３００ＭＰａ以上、捻回値が２
０回／１００Ｄ以上であることが望ましい。引張強さが
１３００ＭＰａより小さいと、電線としての張力がかけ
られず、所望の弛度、つまり増容量化が難しくなり、捻
回値が２０回／１００Ｄより小さいと、撚線時に断線す
るなど、線材としての信頼性がなくなる。そのため、引
張強さを１３００ＭＰａ以上、捻回値を２０回／１００
Ｄ以上とした。また、本発明の捻回特性に優れた高強度
低熱膨張合金線は、伸びが０．８％以上であることが望
ましい。伸びが０．８％より小さいと架線時の断線等、
合金線の信頼性がなくなるため、０．８％以上とした。
合金線は、引張強さが１３００ＭＰａ以上、捻回値が２
０回／１００Ｄ以上であることが望ましい。引張強さが
１３００ＭＰａより小さいと、電線としての張力がかけ
られず、所望の弛度、つまり増容量化が難しくなり、捻
回値が２０回／１００Ｄより小さいと、撚線時に断線す
るなど、線材としての信頼性がなくなる。そのため、引
張強さを１３００ＭＰａ以上、捻回値を２０回／１００
Ｄ以上とした。また、本発明の捻回特性に優れた高強度
低熱膨張合金線は、伸びが０．８％以上であることが望
ましい。伸びが０．８％より小さいと架線時の断線等、
合金線の信頼性がなくなるため、０．８％以上とした。
【００２３】さらに、本発明の捻回特性に優れた高強度
低熱膨張合金線は、線膨張係数が、１５℃から１００℃
までの２点間における平均線膨張係数が３×１０-6／℃
以下（１５〜１００℃）、１５℃から２３０℃までの２
点間における平均線膨張係数が４×１０-6／℃以下（１
５〜２３０℃）、１００℃から２４０℃までの２点間に
おける平均線膨張係数が４×１０-6／℃以下（１００〜
２４０℃）、２３０℃から２９０℃までの２点間におけ
る平均線膨張係数が１１×１０-6／℃以下（２３０〜２
９０℃）の特性を有することが望ましい。線膨張係数が
上記に記載の値よりも大きいと、所望の弛度が得られ
ず、増容量化が不可能である。さらにまた、本発明の捻
回特性に優れた高強度低熱膨張合金線は、表面に耐食性
を有する被膜処理されていることが望ましい。被膜処理
としては、生産性に優れるＡｌ被覆またはＺｎめっきが
望ましいが、同等の耐食性を有するものであってもよ
い。
低熱膨張合金線は、線膨張係数が、１５℃から１００℃
までの２点間における平均線膨張係数が３×１０-6／℃
以下（１５〜１００℃）、１５℃から２３０℃までの２
点間における平均線膨張係数が４×１０-6／℃以下（１
５〜２３０℃）、１００℃から２４０℃までの２点間に
おける平均線膨張係数が４×１０-6／℃以下（１００〜
２４０℃）、２３０℃から２９０℃までの２点間におけ
る平均線膨張係数が１１×１０-6／℃以下（２３０〜２
９０℃）の特性を有することが望ましい。線膨張係数が
上記に記載の値よりも大きいと、所望の弛度が得られ
ず、増容量化が不可能である。さらにまた、本発明の捻
回特性に優れた高強度低熱膨張合金線は、表面に耐食性
を有する被膜処理されていることが望ましい。被膜処理
としては、生産性に優れるＡｌ被覆またはＺｎめっきが
望ましいが、同等の耐食性を有するものであってもよ
い。
【００２４】本発明に係わる捻回特性に優れた高強度低
熱膨張合金線の製造方法としては、鋳造、圧延の終了後
に、３０〜９０％の減面率での冷間加工、４５０〜７５
０℃の温度範囲で熱処理を順次実施した後に、３０〜９
９％の減面率での冷間加工を実施することが望ましい。
圧延終了後に実施する冷間加工の減面率を３０〜９０％
としたのは、冷間加工による歪みがある状態で適切な温
度で熱処理を行えば有効に析出強化できるためであり、
減面率が３０％未満であるとその効果が充分ではなく、
９０％を超える冷間加工は製造コストの上昇となるため
である。
熱膨張合金線の製造方法としては、鋳造、圧延の終了後
に、３０〜９０％の減面率での冷間加工、４５０〜７５
０℃の温度範囲で熱処理を順次実施した後に、３０〜９
９％の減面率での冷間加工を実施することが望ましい。
圧延終了後に実施する冷間加工の減面率を３０〜９０％
としたのは、冷間加工による歪みがある状態で適切な温
度で熱処理を行えば有効に析出強化できるためであり、
減面率が３０％未満であるとその効果が充分ではなく、
９０％を超える冷間加工は製造コストの上昇となるため
である。
【００２５】また、前記冷間加工に引続き行う熱処理
は、析出強化処理、および歪み取りとして行う。しか
し、４５０℃未満では有効な析出強化はできない。ま
た、７５０℃を超える温度域では、過時効および再結晶
による強度低下を招く。さらに、熱処理によって生成す
るスケールは捻回特性を低下させる要因であるため、こ
のスケールを除去するために、熱処理後に皮剥ぎ工程も
しくは同じ効果が得られる工程があってもよい。熱処理
後に実施する冷間加工の減面率を３０〜９９％としたの
は、冷間加工により加工硬化できるためであり、減面率
が３０％未満であるとその効果が充分でなく、９９％を
超える加工は、捻回特性、伸びなどの靱性の劣化を招く
ためである。
は、析出強化処理、および歪み取りとして行う。しか
し、４５０℃未満では有効な析出強化はできない。ま
た、７５０℃を超える温度域では、過時効および再結晶
による強度低下を招く。さらに、熱処理によって生成す
るスケールは捻回特性を低下させる要因であるため、こ
のスケールを除去するために、熱処理後に皮剥ぎ工程も
しくは同じ効果が得られる工程があってもよい。熱処理
後に実施する冷間加工の減面率を３０〜９９％としたの
は、冷間加工により加工硬化できるためであり、減面率
が３０％未満であるとその効果が充分でなく、９９％を
超える加工は、捻回特性、伸びなどの靱性の劣化を招く
ためである。
【００２６】以下、本発明について、実施例によって具
体的に説明する。
体的に説明する。
【実施例】表１に示す元素と通常の不純物からなる本発
明鋼および比較鋼の合金を溶製した。その後、本発明鋼
Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２および比較鋼Ｎｏ．２４〜Ｎｏ．
３０については、径１２ｍｍの線材圧延を行い、５１％
の減面率となる径８．４ｍｍ伸線加工を行い、６５０℃
の熱処理後、径８．０ｍｍまで表面の皮剥ぎし、最後に
８６％の減面率となる径３．０ｍｍ伸線加工を行い合金
線を製造した。また、本発明鋼Ｎｏ．１３〜Ｎｏ．２３
および比較鋼Ｎｏ．３１〜Ｎｏ．３３については、径１
６ｍｍの線材圧延を行い、７２％の減面率となる径８．
４ｍｍ伸線加工を行い、５８０℃の熱処理後、径８．０
ｍｍまで表面の皮剥ぎし、最後に９２％の減面率となる
径２．２ｍｍ伸線加工を行い合金線を製造した。
明鋼および比較鋼の合金を溶製した。その後、本発明鋼
Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２および比較鋼Ｎｏ．２４〜Ｎｏ．
３０については、径１２ｍｍの線材圧延を行い、５１％
の減面率となる径８．４ｍｍ伸線加工を行い、６５０℃
の熱処理後、径８．０ｍｍまで表面の皮剥ぎし、最後に
８６％の減面率となる径３．０ｍｍ伸線加工を行い合金
線を製造した。また、本発明鋼Ｎｏ．１３〜Ｎｏ．２３
および比較鋼Ｎｏ．３１〜Ｎｏ．３３については、径１
６ｍｍの線材圧延を行い、７２％の減面率となる径８．
４ｍｍ伸線加工を行い、５８０℃の熱処理後、径８．０
ｍｍまで表面の皮剥ぎし、最後に９２％の減面率となる
径２．２ｍｍ伸線加工を行い合金線を製造した。
【００２７】これらの材料を用いて、引張強さ、伸び、
捻回特性、熱膨張特性について調査を行った。その結果
を表１に示す。引張強さ、伸びは、径３．０ｍｍまたは
２．２ｍｍ、ゲージ長さ２５０ｍｍの引張試験片を用い
て実施し、熱膨張特性は（径３．０ｍｍまたは２．２ｍ
ｍ）×（長さ１０ｍｍ）を誘導加熱で加熱または冷却を
行い、長さ変化を作動トランスで読み取る。さらに、捻
回特性は、径３．０ｍｍ×長さ３００ｍｍ（径の１００
倍）、または径２．２ｍｍ×長さ２２０ｍｍ（の１００
倍）の合金線の片端を固定し破断するまで捻り、破断ま
での回数を捻回値として測定した。その結果、表１に示
すように、得られた本発明の合金線は、引張り強さを１
３００ＭＰａ以上、望ましくは１４００ＭＰａ以上に高
めた場合でも優れた捻回特性、伸び、低い線膨張係数を
示していることが判る。
捻回特性、熱膨張特性について調査を行った。その結果
を表１に示す。引張強さ、伸びは、径３．０ｍｍまたは
２．２ｍｍ、ゲージ長さ２５０ｍｍの引張試験片を用い
て実施し、熱膨張特性は（径３．０ｍｍまたは２．２ｍ
ｍ）×（長さ１０ｍｍ）を誘導加熱で加熱または冷却を
行い、長さ変化を作動トランスで読み取る。さらに、捻
回特性は、径３．０ｍｍ×長さ３００ｍｍ（径の１００
倍）、または径２．２ｍｍ×長さ２２０ｍｍ（の１００
倍）の合金線の片端を固定し破断するまで捻り、破断ま
での回数を捻回値として測定した。その結果、表１に示
すように、得られた本発明の合金線は、引張り強さを１
３００ＭＰａ以上、望ましくは１４００ＭＰａ以上に高
めた場合でも優れた捻回特性、伸び、低い線膨張係数を
示していることが判る。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による２≦Ｖ
／Ｃ≦９に制御したＶ添加型の高強度熱膨張合金を用い
て製造した合金線は、引張強さ１３００ＭＰａ以上、望
ましくは１４００ＭＰａ以上とした場合でも、２０回／
１００Ｄ以上、さらには１００回／１００Ｄ以上の優れ
た捻回特性を有する。また、加工誘起マルテンサイト変
態が生じないため、得られた合金線は低い線膨張係数を
示す極めて優れた効果を奏するものである。
／Ｃ≦９に制御したＶ添加型の高強度熱膨張合金を用い
て製造した合金線は、引張強さ１３００ＭＰａ以上、望
ましくは１４００ＭＰａ以上とした場合でも、２０回／
１００Ｄ以上、さらには１００回／１００Ｄ以上の優れ
た捻回特性を有する。また、加工誘起マルテンサイト変
態が生じないため、得られた合金線は低い線膨張係数を
示す極めて優れた効果を奏するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯本 辰郎 兵庫県姫路市飾磨区中島字一文字3007番地 山陽特殊製鋼株式会社内 (72)発明者 西川 太一郎 大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (72)発明者 北村 真一 大阪府大阪市此花区島屋１丁目１番３号 住友電気工業株式会社大阪製作所内
Claims (11)
- 【請求項１】 質量％で、 Ｃ：０．１〜０．４％、 Ｖ：０．５％超〜３．０％、 Ｎｉ：２５〜５０％、 を含有し、２≦Ｖ／Ｃ≦９を満たし、残部Ｆｅおよび不
可避的不純物からなることを特徴とする捻回特性に優れ
た高強度低熱膨張合金。 - 【請求項２】 請求項１において、Ｓｉ：２．０％以
下、Ｍｎ：２．０％以下、Ｃｒ：３．０％以下、Ｃｏ：
１０％以下、のうちの１種または２種以上を含むことを
特徴とする捻回特性に優れた高強度低熱膨張合金。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において、０．
５≦Ｖ／Ｃｒであることを特徴とする捻回特性に優れた
高強度低熱膨張合金。 - 【請求項４】 請求項１〜請求項３において、３７％≦
Ｎｉ＋Ｃｏ≦４０％であることを特徴とする捻回特性に
優れた高強度低熱膨張合金。 - 【請求項５】 請求項１〜請求項４において、Ｂ：０．
０５％以下、Ｃａ：０．０５％以下、Ｍｇ：０．０５％
以下、のうちの１種または２種以上を含むことを特徴と
する捻回特性に優れた高強度低熱膨張合金。 - 【請求項６】 請求項１〜請求項５において、Ａｌ，Ｍ
ｏ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｗ，Ｃｕ、のうち
の１種または２種以上を合計で５％以下含むことを特徴
とする捻回特性に優れた高強度低熱膨張合金。 - 【請求項７】 請求項１〜請求項６の材料を用いて製造
される捻回特性に優れた高強度低熱膨張合金線。 - 【請求項８】 請求項１〜請求項６からなる材料を用い
て製造され、引張強さが１３００ＭＰａ以上、捻回値が
２０回／１００Ｄ以上であることを特徴とする捻回特性
に優れた高強度低熱膨張合金線。 但し、Ｄ：最終線径 - 【請求項９】 請求項７、請求項８の伸びが０．８％以
上の特性を有することを特徴とする捻回特性に優れた高
強度低熱膨張合金線。 - 【請求項１０】 請求項７〜９の線膨張係数が、１５℃
から１００℃までの２点間における平均線膨張係数が３
×１０-6／℃以下（１５〜１００℃）、１５℃から２３
０℃までの２点間における平均線膨張係数が４×１０-6
／℃以下（１５〜２３０℃）、１００℃から２４０℃ま
での２点間における平均線膨張係数が４×１０-6／℃以
下（１００〜２４０℃）、２３０℃から２９０℃までの
２点間における平均線膨張係数が１１×１０-6／℃以下
（２３０〜２９０℃）を満足する特性を有することを特
徴とする捻回特性に優れた高強度低熱膨張合金線。 - 【請求項１１】 請求項７〜１０記載の合金線にＡｌ被
覆、またはＺｎめっき処理を施してなる捻回特性に優れ
た高強度低熱膨張合金線。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001058301A JP3842053B2 (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | 捻回特性に優れた高強度低熱膨張合金およびその合金線 |
| KR1020020009934A KR20020070815A (ko) | 2001-03-02 | 2002-02-25 | 꼬임특성이 개선된 고강도, 저열팽창 합금 및 합금선 |
| DE2002108855 DE10208855B4 (de) | 2001-03-02 | 2002-03-01 | Hochfeste Legierung mit geringer thermischer Ausdehnung und verbesserten Torsionseigenschaften sowie Draht aus der genannten Legierung |
| KR1020050074311A KR20050087773A (ko) | 2001-03-02 | 2005-08-12 | 꼬임특성이 개선된 고강도, 저열팽창 합금 및 합금선 |
| KR1020060137467A KR20070009960A (ko) | 2001-03-02 | 2006-12-29 | 꼬임특성이 개선된 고강도, 저열팽창 합금선 |
| KR1020070048747A KR20070057747A (ko) | 2001-03-02 | 2007-05-18 | 꼬임특성이 개선된 고강도 저열팽창 합금 및 합금선 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001058301A JP3842053B2 (ja) | 2001-03-02 | 2001-03-02 | 捻回特性に優れた高強度低熱膨張合金およびその合金線 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002256395A true JP2002256395A (ja) | 2002-09-11 |
| JP3842053B2 JP3842053B2 (ja) | 2006-11-08 |
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ID=18918043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| KR (4) | KR20020070815A (ja) |
| DE (1) | DE10208855B4 (ja) |
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| JP2015178672A (ja) * | 2014-02-27 | 2015-10-08 | 新日鐵住金株式会社 | 低熱膨張合金 |
| CN105132823A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-12-09 | 重庆材料研究院有限公司 | 含Cr高强度定膨胀合金 |
| JP2017172045A (ja) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | 新日鐵住金株式会社 | 低熱膨張合金 |
| JP2017172044A (ja) * | 2016-03-22 | 2017-09-28 | 新日鐵住金株式会社 | 低熱膨張合金 |
| WO2018193810A1 (ja) * | 2017-04-19 | 2018-10-25 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 高強度低熱膨張合金線 |
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| JP6831489B1 (ja) * | 2020-08-06 | 2021-02-17 | 住友電気工業株式会社 | 鉄合金、鉄合金線、及び鉄合金撚線 |
| CN114107829A (zh) * | 2020-09-01 | 2022-03-01 | 宝武特种冶金有限公司 | 一种高强度低膨胀因瓦合金线材 |
| CN114107838A (zh) * | 2020-09-01 | 2022-03-01 | 宝武特种冶金有限公司 | 一种高强度因瓦合金线材及其制造方法 |
| CN114752846A (zh) * | 2021-01-08 | 2022-07-15 | 宝武特种冶金有限公司 | 一种高强度因瓦合金线材及其制备方法 |
| CN114807765A (zh) * | 2022-05-05 | 2022-07-29 | 东南大学 | 一种高强度低膨胀系数的因瓦合金及其制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2855185B1 (fr) * | 2003-05-21 | 2006-08-11 | Usinor | Fil metallique en alliage fe-ni ayant une grande resistance mecanique et un faible coefficient de dilatation thermique, pour cables haute tension, et procede de fabrication |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2553330A (en) * | 1950-11-07 | 1951-05-15 | Carpenter Steel Co | Hot workable alloy |
| GB708820A (en) * | 1951-03-29 | 1954-05-12 | Carpenter Steel Co | Improvements in alloys |
| DE1024719B (de) * | 1951-04-16 | 1958-02-20 | Carpenter Steel Company | Warmverformbare Legierungen |
| GB1410732A (en) * | 1973-05-04 | 1975-10-22 | Int Nickel Ltd | Low expansion alloys |
| JPS5631345B2 (ja) * | 1972-01-27 | 1981-07-21 | ||
| JPS55122855A (en) * | 1979-03-12 | 1980-09-20 | Daido Steel Co Ltd | High strength low thermal expansion alloy |
| JPH0660369B2 (ja) * | 1988-04-11 | 1994-08-10 | 新日本製鐵株式会社 | 鋳造過程或いはその後の熱間圧延過程で割れを起こし難いＣｒ−Ｎｉ系ステンレス鋼 |
| JPH06346193A (ja) * | 1993-06-10 | 1994-12-20 | Hitachi Metals Ltd | 高強度低熱膨張合金 |
| JPH06279945A (ja) * | 1993-03-26 | 1994-10-04 | Hitachi Metals Ltd | 高強度低熱膨張線およびその製造方法 |
| JP2968430B2 (ja) * | 1994-02-17 | 1999-10-25 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 高強度低熱膨張合金 |
| US6165627A (en) * | 1995-01-23 | 2000-12-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Iron alloy wire and manufacturing method |
| JPH0941100A (ja) * | 1995-08-03 | 1997-02-10 | Res Inst Electric Magnetic Alloys | Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ基合金およびその製造法ならびにストレインゲージ |
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2006
- 2006-12-29 KR KR1020060137467A patent/KR20070009960A/ko not_active Application Discontinuation
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