JP3536139B2 - 高強度低熱膨張合金線材の製造方法 - Google Patents
高強度低熱膨張合金線材の製造方法Info
- Publication number
- JP3536139B2 JP3536139B2 JP00794295A JP794295A JP3536139B2 JP 3536139 B2 JP3536139 B2 JP 3536139B2 JP 00794295 A JP00794295 A JP 00794295A JP 794295 A JP794295 A JP 794295A JP 3536139 B2 JP3536139 B2 JP 3536139B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rolling
- wire
- less
- alloy
- alloy wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
材、とくに低弛度架空送電線の中心部用線に使用する、
引張り強さ100kgf/mm2以上の高強度低熱膨張合金線
材の製造方法に関する。 【0002】 【従来の技術】低弛度架空送電線の中心部用線の材料と
しては、「インバー」合金Fe−36%Ni、「コバー
ル」合金Fe−29%Ni−17%Co、「スーパーイ
ンバー」合金Fe−36%(Ni+Co)のような、F
e−Ni系またはFe−(Ni+Co)系の合金が使用
されて来た。 Fe,NiおよびCoは熱膨張の制御に
重要な成分であって、使用温度範囲において所望の熱膨
張係数を実現するために、最適な割合で配合される。 【0003】実際のものは、強度の増加を意図して、固
溶強化により母相の強度を高める目的で、または炭化物
・窒化物あるいは金属間化合物の析出を容易にする目的
で、適量のC,Si,Mn,Ti,Cr,Mo,W,N
b等の元素を添加している。 【0004】合金から線材を製造するには、一般につぎ
の工程に従う。 すなわち、溶製した合金のインゴット
または連続鋳造の鋳片の分塊圧延または鍛造−熱間の線
材圧延−表面処理(酸洗または皮削り)−伸線−軟化焼
鈍・時効−メッキの諸工程である。 伸線工程と軟化焼
鈍・時効とは複数回繰り返されることもあり、メッキに
先立ってさらに伸線を行ない、加工硬化による強度増大
をはかることもある。 【0005】低弛度架空送電線の中心部用線に使用する
合金線には、きびしい特性すなわち、(1)高強度(1
00kgf/mm2以上の引張り強さ)、(2)低熱膨張係数
(室温〜300℃における線膨張率αが5×10-6/℃
以下)、(3)高い伸び(1.5%以上)が要求され、
これらに加えて、(4)高い破断捻回値(16回以上)を
もつことが望ましいとされる。 ここで破断捻回値は、
合金線の直径の100倍の長さをゲージ長として約60
rpm で線材を捻ったときに破断に至るまでの回転数をい
い、送電線用線材に適用されている試験法である。 【0006】従来の合金線においては、既知の組成の合
金を常用の加工法で加工した場合、上記(1)〜(3)
の特性要求をみたすことができても、(4)の破断捻回
値を高い値に保つことが困難であった。 これまでの経
験では、低熱膨張合金の破断捻回値はバラツキが大きく
なりやすい特性であって、信頼性の高い架空送電線を構
成するには、破断捻回値を高いレベルに引き上げなけれ
ばならない。 【0007】発明者らは、他の特性を損うことなく高い
破断捻回値を示す高強度低熱膨張合金線材を提供するこ
とを企てて研究の結果、特定の合金組成を選択するとと
もに、前記した線材製造工程において、熱間の線材圧延
終了時に粒界析出物量を一定限度以内にすること、具体
的には2%(面積率)以下にすること、および結晶粒径
を特定の微細なものにすること、具体的には5〜70μ
mの範囲内にすることが効果的であることを見出した。
これらの要件は、一方でもみたされれば所望の線材が
得られるが、両方ともみたされれば、さらに好結果とな
る。 【0008】上記の粒界析出物および結晶粒径の要件
は、一般に線材圧延後の材料を適切な条件で固溶化熱処
理することによって実現するが(ただし、結晶粒径を大
きくしすぎないよう注意を要する)、いうまでもなく熱
処理は時間・労力・エネルギーを要する作業であってコ
ストに影響するから、なるべく省略したい。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】従って本発明の一般的
な目的は、高い破断捻回値を示す高強度低熱膨張合金線
材の製造方法において、固溶化熱処理を行なうことな
く、上記の粒界析出物および結晶粒度に関する要件がみ
たされるような製造方法を提供することにある。 【0010】本発明のより具体的な目的は、このような
線材を使用して、耐久力に関して信頼性の高い低弛度架
空送電線の中心部用線を実現することにある。 【0011】 【課題を解決するための手段】本発明の高強度低熱膨張
合金の線材の製造方法は、重量で、C:0.1〜0.8
%、SiおよびMnの1種または2種(2種の場合は合
計で):0.15〜2.5%、CrおよびMoの1種ま
たは2種(2種の場合は合計で):8.0%以下、なら
びに、Ni:25〜40%およびCo:10.0%以下
(ただし、Ni+Co:30〜42%)を含有し、A
l:0.1%以下、Mg:0.1%以下、Ca:0.1
%以下、O:0.005%以下、かつN:0.008%
以下であり、残部が実質上FeであるFe−Ni系合金
の線材であって、最終製品のサイズで100kgf/mm2以
上の引張り強さを有する線材を製造する方法であって、
熱間の線材圧延後、少なくとも皮剥ぎ、伸線、焼鈍およ
び表面被覆の工程を含み、熱間の線材圧延を、終止温度
900℃以上1100℃以下、圧下率ln(S0/S)
≧3.0(ただし、S0は圧延前断面積、Sは圧延後断
面積)の条件で実施し、その後の処理を、圧延終止から
700℃までの温度範囲における冷却速度を3.0℃/s
ec以上の条件で実施することを特徴とする。 【0012】 【作用】本発明の合金の組成を上記のように限定した理
由は、つぎのとおりである。 【0013】Ni:25〜40%、Co:10.0%以
下(ただしNi+Co:30〜42%) これらの主成分は、残部のFeとともに、前記した低熱
膨張係数(室温〜300℃における線膨張率αが5×1
0-6/℃以下)を実現するために必要な割合で組み合わ
せてある。 【0014】C:0.1〜0.8% 第2伸線がもたらす加工硬化により引張り強さ100kg
f/mm2以上を達成する上で、Cが0.1%以上存在しな
ければならない。 しかしC量が増大すると熱膨張率が
大きくなるし、脆くなって伸び1.5%以上を達成する
ことが困難になるので、0.8%を上限とする。 好ま
しいC量は、0.2〜0.5%である。 【0015】SiおよびMnの1種または2種(2種以上
の場合は合計量で):0.15〜2.5% 脱酸剤として、SiおよびMnのどちらか一方または両
方を使用する。 脱酸効果を確保するためには0.15
%以上の添加が必要であるが、どちらも熱膨張率を高め
るので、上限2.5%を設けた。 【0016】CrおよびMoの1種または2種(2種の
場合は合計量で):8.0%以下 これらの元素は、合金を強化し、加工硬化、析出硬化に
よる高強度を実現するのに役立つ。 多量に加えると熱
膨張率が高まるので、合計量で8.0%を添加の上限と
する。 【0017】Al:0.1%以下、Mg:0.1%以
下、Ca:0.1%以下 これらの元素は脱酸のため、または熱間加工性向上を意
図して添加することがある。 通常含まれる0.1%以
下の量は特性に影響を与えないが多量添加するとメッキ
性を害するので、0.1%を上限とした。 【0018】O:0.005%以下、N:0.008%
以下 それぞれ酸化物、窒化物の介在物を形成し、それらがと
くに粒界に存在すると捻回値の安定にとって妨げになる
から、これらの不純物量は極力低減したい。 上記の
O:0.005%、N:0.008%は、それぞれの許
容限界である。 【0019】熱間の線材圧延およびその後の処理の条件
を上記のように限定した理由は、つぎのとおりである。 【0020】終止温度:900℃以上1100℃以下粒
界析出物となる炭化物を溶け込ませるため、ある程度高
い温度が必要であるが、高過ぎると結晶粒径を粗大化さ
せるので、それらを調和させ、従来のこの種合金の線材
圧延に行なわれていた条件より低い温度範囲を選択し
た。終止温度が低すぎると圧延時の変形抵抗が増大し、
圧延機に過大な負荷がかかって好ましくない。 【0021】圧下率:ln(So/S)≧3.0 高い圧下率を採用することにより、ミクロな偏析を解消
して結晶粒径を細かくする。 具体例を挙げれば、80
mm径の棒から12mm径の線材に圧延したときln=3.
8、145mm角の棒から9mm径の線材にしたときln=
5.8である。 加工の度合が低いと鋳造組織が残存
し、粒界炭化物量が増加して、最終製品の捻回値が低く
なる。 また、加工の不足は結晶粒径が大きくなりすぎ
る原因にもなり、それに伴って粒界炭化物量も増加して
好ましくない。 【0022】冷却速度:圧延終止から700℃までを
3.0℃/sec以上冷却速度が遅いと、粒界炭化物量が増
加する。また、結晶粒径が大きくなりやすく、最終製品
の伸びが小さくなる。析出物の生成を極力防いで低い温
度にするために、高温領域ではなるべく急速に冷却す
る。3.0℃/sec以上という冷却速度は、上記のような
必要から定めた下限であって、ブロア空冷により実現で
きる。 【0023】 【実施例】図1に示した工程に従い、高強度低熱膨張合
金の線材を製造した。 以下に各工程を説明する。 【0024】(1)原料配合 製造しようとする合金の組成に従って、Fe源(スクラ
ップ、電解鉄等)、Ni源(電解ニッケル、フェロニッ
ケル等)に42Ni合金やスーパーインバー合金を所要
量組み合わせ、さらに合金元素(C,Si,Mn,C
r,Mo)を所定量配合して、表1に示す組成Aおよび
組成Bの配合原料を用意した。 【0025】(2)溶解−鋳造 組成Aの配合原料を真空誘導炉へ入れ、真空(たとえば
10-2Torr)または不活性ガス(Ar)雰囲気下に溶解
して、合金Aを得た。 同様に、組成Bの配合原料を大
気誘導炉で溶解し、合金Bを得た。 【0026】表1成分 組成A 組成B C 0.25 0.30 Si 0.51 0.75 Mn 0.20 0.30 P 0.008 0.003 S 0.002 0.008 Cu 0.02 0.01 Ni 35.0 38.3 Cr 0.98 0.70 Mo 2.01 1.53 Co 3.14 0.25 Al 0.03 0.08 Mg 0.02 0.01 Ca 0.01 0.01 O 0.0015 0.0014 N 0.0014 0.0035 重量%、残部Fe。 【0027】(3)分塊 合金Aのインゴットを1250℃の温度に加熱し、鍛造
して145mm角のビレットまたは直径75mmの丸棒にし
た。 合金Bのインゴットも加熱温度1250℃で分塊
圧延し、直径50mm、70mmまたは80mmの丸棒にし
た。 【0028】(4)熱間線材圧延 上記の分塊工程で製造した材料を1280℃から900
℃の範囲の種々の温度に加熱し、圧延を行なった。 圧
延後の寸法を9〜15mmの範囲で変化させ熱間圧延線材
を製造した。 【0029】その際、圧延終止温度および圧延終了後7
00℃までの冷却速度を制御した。圧延後の冷却には、
ブロワーによる強制空冷および水冷却を行ない、それぞ
れ送風量および供給水量を制御して、冷却速度を制御し
た。 【0030】熱間圧延の条件および冷却速度を、表2に
示す。 【0031】 表2 No. 組成 熱間圧延材寸法 加工率 終止温度 冷却速度 冷却方法 抽出時 加工後 ln(So/S) (℃) (℃/sec) 実施例 1 A 145B φ15 4.78 1050 4.5 空冷1* 2 A 145B φ12 5.2 1050 7.2 空冷2 3 A 145B φ10.5 5.49 1050 8.3 空冷3 4 B φ80 φ10.5 4.06 1050 7.0 空冷2 5 B φ70 φ12 3.59 1000 7.5 空冷2 6 B φ70 φ8 4.10 1100 40.0 水冷 比較例 7 A 145B φ12 6.53 1100 2.0 空冷0 8 A φ70 φ10.5 8.79 880 5.0 空冷1 9 B φ50 φ12 2.40 1050 1.5 空冷0 *「空冷」の後の数字は、使用したブロワの数を示す。 【0032】この段階で、粒界析出物量および結晶粒径
を測定した。試験片を縦(圧延)方向に切断して切断面を
研磨し、5%ナイタール液で40秒間腐食したのち、走査型
電子顕微鏡を用い倍率4000倍で写真撮影をした。その写
真を自動画像処理装置「ルーゼックス」(株式会社ニレ
コの登録商標)にかけて、粒界に存在する析出物の面積
率を算出し、その値を析出物量とした。あわせて、結晶
粒径の圧延方向の径を平均して、結晶粒径のサイズとし
た。 【0033】(5)第1伸線 この表面を削った合金線を冷間伸線し、直径7.75mm
とした。 【0034】(6)熱処理 直径7.75mmに伸線した線材を650℃に10時間加
熱することにより熱処理を行ない、軟化および時効析出
効果を得た。 【0035】(7)皮剥ぎ 熱処理後の線材の表面の酸化スケールと疵を除くため、
ダイスを通して表面を削った。 【0036】(8)第2伸線 冷間伸線により、直径3.0mmの合金線を得た。 加工
率は85%とした。 【0037】(9)メッキ 上記の直径3.0mmの線を架空送電線の中心部用線に用
いるには耐食性を高めなければならないので、溶融Zn
−Al合金に浸漬してメッキした。 【0038】メッキ後の合金線について、捻回値試験
(試験法は前記した。 10コの平均と、標準偏差を求
めた。)、伸び(引張試験における破断時の)および線
膨張率(30℃〜300℃までの平均値)を測定した。 【0039】前記した熱間線材圧延後の粒界析出物量と
結晶粒径との測定値に加えて、捻回値、引張り強さおよ
び伸びの測定値を、表3にまとめて示す。 膨張係数
は、合金Aでは3.6〜3.8×10-6/℃、合金Bで
は3.4〜3.6×10-6/℃であった。 【0040】 表3 No. 組成 圧延線材特 性 最終製品サイズ の特性 結晶粒径 粒界炭化物 引張強さ 伸び 捻回値 (μm) (面積率%) (kgf/mm2)(%)(回/100d) 平均 σ 実施例 1 A 26 1.1 132.3 2.0 115 9 2 A 21 0.13 134.3 2.1 125 5 3 A 17 0.05 136.5 2.2 120 7 4 B 47 0.05 135.2 1.8 122 6 5 B 55 0.06 138.3 1.6 123 6 6 B 12 0.02 132.8 2.2 127 5 比較例 7 A 76 2.4 132.2 1.6 75 22 8 A 4 2.2 137.7 1.4 61 33 9 B 82 3.1 131.5 1.5 82 25 上記表2および表3のデータから明らかなように、熱間
線材圧延とその後の処理の条件とを本発明に従って選択
することにより、高い破断捻回値が得られている。 【0041】 【発明の効果】本発明によるときは、100kgf/mm2以
上の強度をもつFe−(Ni+Co)系高強度低熱膨張
合金において、合金のもつ物理的特性を維持したまま、
破断捻回値が向上したものが得られる。 従ってこの合
金の線材は、低弛度架空送電線の中心部線として用いる
とき、信頼性の高い製品を与えることができる。
の工程を示すブロックダイアグラム。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 重量で、C:0.1〜0.8%、Siお
よびMnの1種または2種(2種の場合は合計で):
0.15〜2.5%、CrおよびMoの1種または2種
(2種の場合は合計で):8.0%以下、ならびに、N
i:25〜40%およびCo:10.0%以下(ただ
し、Ni+Co:30〜42%)を含有し、Al:0.
1%以下、Mg:0.1%以下、Ca:0.1%以下、
O:0.005%以下、かつN:0.008%以下であ
り、 残部が実質上FeであるFe−Ni系合金の線材であっ
て、最終製品のサイズで100kgf/mm2以上の引張り強
さを有する線材を製造する方法であって、熱間の線材圧
延後、少なくとも皮剥ぎ、伸線、焼鈍および表面被覆の
工程を含み、熱間の線材圧延を、終止温度900℃以上
1100℃以下、圧下率ln(S0/S)≧3.0(た
だし、S0は圧延前断面積、Sは圧延後断面積)の条件
で実施し、その後の処理を、圧延終止から700℃まで
の温度範囲における冷却速度を3.0℃/sec以上の条件
で実施することを特徴とする高強度低熱膨張合金線材の
製造方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00794295A JP3536139B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 高強度低熱膨張合金線材の製造方法 |
TW084113602A TW389794B (en) | 1995-01-23 | 1995-12-18 | High strength, low thermal expansion alloy wire and method of making the wire |
US08/576,612 US5639317A (en) | 1995-01-23 | 1995-12-21 | High strength, low thermal expansion alloy wire and method of making the wire |
DE69521021T DE69521021T2 (de) | 1995-01-23 | 1995-12-22 | Verfahren zur Herstellung hochfester Drähte aus einer Legierung mit niedrigem Ausdehnungskoeffizienten |
EP95309426A EP0723030B1 (en) | 1995-01-23 | 1995-12-22 | Method of making high strength, low thermal expansion alloy wire |
KR1019960001263A KR100409193B1 (ko) | 1995-01-23 | 1996-01-17 | 고강도,저열팽창합금선재및그의제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00794295A JP3536139B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 高強度低熱膨張合金線材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08199238A JPH08199238A (ja) | 1996-08-06 |
JP3536139B2 true JP3536139B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=11679565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP00794295A Expired - Lifetime JP3536139B2 (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 高強度低熱膨張合金線材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3536139B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100506392B1 (ko) * | 2000-12-13 | 2005-08-10 | 주식회사 포스코 | 바이메탈용 철-니켈 합금의 냉간압연재 제조방법 |
JP3871894B2 (ja) * | 2001-03-12 | 2007-01-24 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 延性に優れた高強度低熱膨張合金の製造方法 |
KR101289104B1 (ko) * | 2011-11-08 | 2013-07-23 | 주식회사 포스코 | 선재, 강선 및 강선의 제조 방법 |
CN105200311A (zh) * | 2014-06-11 | 2015-12-30 | 丹阳市凯鑫合金材料有限公司 | 一种放电管电极用4j42合金丝及其生产方法 |
CN104213033B (zh) * | 2014-09-03 | 2017-02-15 | 马钢(集团)控股有限公司 | 高强度高塑性60钢热轧盘条及其生产方法 |
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 |
-
1995
- 1995-01-23 JP JP00794295A patent/JP3536139B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08199238A (ja) | 1996-08-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3397092B2 (ja) | 熱間加工性に優れるAl含有オーステナイト系ステンレス鋼 | |
CN110541119B (zh) | 一种低膨胀铁镍合金及其制造方法 | |
JPS5887244A (ja) | 銅基スピノ−ダル合金条とその製造方法 | |
JP3379355B2 (ja) | 耐硫化物応力割れ性を必要とする環境で使用される高強度鋼材およびその製造方法 | |
JP3842053B2 (ja) | 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 | |
JP4797305B2 (ja) | 強度,捻回特性に優れたインバー合金線及びその製造方法 | |
KR100409193B1 (ko) | 고강도,저열팽창합금선재및그의제조방법 | |
JP2005002451A (ja) | 耐熱ばね用Fe−Ni−Cr基合金および耐熱ばねの製造方法 | |
JPH059619A (ja) | 高力銅合金の製造方法 | |
JP3536139B2 (ja) | 高強度低熱膨張合金線材の製造方法 | |
JP2803522B2 (ja) | 磁気特性および製造性に優れたNi−Fe系磁性合金およびその製造方法 | |
JP2002167652A (ja) | 高強度・高耐疲労特性に優れた薄板材 | |
JP3456455B2 (ja) | 鋼線材、鋼線及びそれらの製造方法 | |
JPH029647B2 (ja) | ||
JP3447830B2 (ja) | インバー系合金線材とその製造方法 | |
JP3410125B2 (ja) | 高強度銅基合金の製造方法 | |
JP2022138809A (ja) | インバー合金及びインバー合金線 | |
JP3451771B2 (ja) | 高強度低熱膨張合金の線材およびその製造方法 | |
JP3763234B2 (ja) | 高強度高導電率高耐熱性銅基合金の製造方法 | |
JP3481428B2 (ja) | 面内異方性の小さいTi−Fe−O−N系高強度チタン合金板の製造方法 | |
JPH11117020A (ja) | 耐熱部品の製造方法 | |
JPH0314896B2 (ja) | ||
JP2803550B2 (ja) | 磁気特性および製造性に優れたNi−Fe系磁性合金およびその製造方法 | |
JP3528676B2 (ja) | 鋼線材、鋼線及びその製造方法 | |
JP2501157B2 (ja) | 熱間加工性に優れる高強度低熱膨張Fe−Ni系合金 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040217 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040301 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080326 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090326 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100326 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100326 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110326 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120326 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130326 Year of fee payment: 9 |