JPH0236663B2 - - Google Patents

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JPH0236663B2
JPH0236663B2 JP56088669A JP8866981A JPH0236663B2 JP H0236663 B2 JPH0236663 B2 JP H0236663B2 JP 56088669 A JP56088669 A JP 56088669A JP 8866981 A JP8866981 A JP 8866981A JP H0236663 B2 JPH0236663 B2 JP H0236663B2
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JP
Japan
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phase
atmosphere
alloy
emu
magnetization
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JP56088669A
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JPS57203748A (en
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Osamu Myoga
Hitoshi Igarashi
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はHADFIELD′S AUSTENITIC
STEELの呼称で知られるFe−Mn−C合金の改
良に関する。
HADFIELD′S AUSTENITIC STEELは適切
な量のMnおよびCと残部は鉄から成る組成の合
金で、非磁性のオーステナイト相(以下、γ相と
いう)を室温に導入することが、容易に可能であ
り、加工によるマルテンサイト変態(γ相→マル
テンサイト相(以下、α相という))がほとんど
起らない材料である。またこの合金はγ相状態を
冷間加工すると、著しく加工硬化して機械的強度
が増大する。しかしながら、熱処理によりγ相母
体に強磁性相であるα相を形成しようとした場
合、γ相は低温で安定であるため、容易にγ→
α1変態が起らず、γ→α変態が完全に終了する
ためには長時間の熱処理を必要とする。長時間熱
処理を必要とする要因はMnとCが適量添加され
ていることにあり、特にCの効果が大きい。この
合金はα相とγ相の中間にα+γ+Fe3Cあるい
は、γ+Fe3Cの混合相を形成し、しかも、Fe3C
は強く結合している。
以上のように、この合金は、γ相を容易に室温
に導入できるという利点とともに、磁性材料への
応用を考えた場合、γ→α変態に長時間の熱処理
を必要とするという欠点を持つている。
本発明は、室温に鏡入された上記合金のγ相
を、短時間の熱処理を施すことにより容易にα相
へ変態させるために、上記合金にHfを添加した
ことを特徴とする複合磁性材料用合金であり、上
記合金の利点を活かし、上記欠点を解決して、工
業的に有効で、応用分野が広く、かつ生産性の点
でも優れた複合磁性材料用合金を提供するもので
ある。
本発明の複合磁性材料用合金によれば、レーザ
ービームあるいは電子ビームあるいは赤外線ビー
ム等を用いて材料を焼鈍することによつて、非磁
性材料の表面に任意の深さで、かつ任意のパター
ンの磁性相を形成させることが可能となつた。ま
た非磁性材料と磁性材料の二体を接着剤あるいは
機械的方法あるいは熱圧着等で接合させて一体化
した複合磁性材料と比較して、本発明の方法で製
造した複合磁性材料は機械的信頼性の点でも優れ
ていることがわかつた。
以下に本発明における複合磁性材料用合金の化
学成分範囲の限定理由について述べる。
Feは本発明における複合磁性材料用合金の主
成分である。Feのγ相は不安定であり、冷却過
程でどんなに速く急冷してもα相に変態する。
Feのγ相は、約2重量%までCを固溶してγ
−域を形成し安定になるが、高温から急冷してγ
相を室温に導入するためには、2重量%以上の
Mnを添加しなければならなかつた。一方、実用
的に充分な磁化量を有する合金を得るためには、
Mnは20重量%を越えて添加してはならず、最大
20重量%のMnを添加した場合には、0.4重量%以
上のCを添加すれば、容易にγ相を室温に導入す
ることができた。Cを2重量%越えて添加すると
添加したCが全て固溶せず、γ相の母相内に
Mn、HfあるいはFeとCの結合した化合物が混在
し、室温にγ相の単相を得ることができない。し
たがつて、Cを2重量%越えて添加した本発明の
複合磁性材料用合金は室温で圧延、伸線あるいは
スエージ等の冷間加工が困難である。
上記の組成範囲の合金は、急冷することでγ相
を室温に導入することができるが、γ→α変態を
容易にするためにHfを0.1〜2.5重量%添加した。
0.1重量%を下まわる添加量ではHf添加の効果が
発揮されず、2.5重量%を越えて添加すると全温
度領域でα相となつた。
次に本発明の詳細を実施例を列挙して説明す
る。
実施例 1 重量%で(Fe85.8Mn13C1.298.3Hf1.7の組成を有
する合金インゴツトを1100℃の温度で1時間、
Ar雰囲気中で均一化処理した後、10%NaOH水
溶液中に浸して急冷した。この合金インゴツトか
ら小片を切り出し磁化量を測定すると、σs=0.02
(emu/gm)のγ相であつた。この合金インゴツ
トの表面酸化膜を除去した後、減面率で50%の冷
間圧延加工を施したところ、磁化量はσs=0.05
(emu/gm)となつた。さらにこの合金インゴツ
トの初期の形状から減面率で99%の冷間圧延加工
を更に施したところ、磁化量はσs=0.1(emu/
gm)となつた。また、機械的強度σ0.2=142Kg/
mm2、ビツカース硬さHv=741であつた。
上記の如く冷間圧延加工された50μmの厚さの
γ相の板材を550℃の温度で5秒間、Ar雰囲気中
で焼鈍し、Ar雰囲気中で急冷した。その結果、
磁化量σs=120(emu/gm)、機械的強度σ0.2=85
(Kg/gm2)、ビツカース硬さHv=505のα1相とな
つた また、上記50μmの厚さのγ相の板材の表面
を、3W連続発振YAGレーザーアニール装置で1
mm直径のレーザービームを1(mm/sec.)の速度
で走行させてAr雰囲気中で焼鈍した。加熱部の
顕微鏡観察を行なつたところ、板厚方向の全長に
渡つて約1.1mmの巾でγ相とは異なる相に変態し
ていることを確認し、該相変態部を切り出し、磁
化量を測定したところ、σs=110(emu/gm)の
α相であつた。
実施例 2 重量%で(Fe96Mn2C2.097.5Hf2.5の組成を有で
る合金インゴツトを、1100℃の温度で1時間、
Ar雰囲気中で均一化処理後、10%NaOH水溶液
中に浸して急冷した。この合金インゴツトから小
片を切り出し、磁化量を測定すると、σs=0.03
(emu/gm)のγ相であつた。この合金インゴツ
トの表面酸化膜を除去した後、減面率で99%の冷
間圧延加工を施したところ、磁化量σs=0.3
(emu/gm)となつた。また機械的強度σ0.2=130
Kg/mm2、ビツカース硬さHv=639であつた。
上記の如く冷間圧延加工された50μmの厚さの
γ相の板材を600℃の温度で5秒間、Ar雰囲気中
で焼鈍し、Ar雰囲気中で急冷した。その結果、
磁化量σs=135(emu/gm)、機械的強度σ0.2=82
(Kg/mm2)、ビツカース硬度Hv=495となつた。
また、上記50μmの厚さのγ相の板材の表面を
3.5W連続発振YAGレーザーアニール装置で、1
mm直径のレーザービームを1.5(mm/sec)の速度
で走行させて、Ar雰囲気中で焼鈍した。加熱部
の顕微鏡観察を行なつたところ、板厚方向の全長
に渡つて、約1.1mmの巾で、γ相とは異なる相に
変態していることを確認し、この相変態部を切り
出し、磁化量を測定したところ、σs=124(emu/
gm)のα相であつた。
実施例 3 重量%で(Fe79.6Mn20C0.499.9Hf0.1の化学成分
を有する合金インゴツトを、1100℃の温度で1時
間、Ar雰囲気中で均一化処理後、10%NaOH水
溶液中に浸して急冷した。この合金インゴツトか
ら小片を切り出し、磁化量を測定するとσs=0.03
(emu/gm)のγ相であつた。この合金インゴツ
トの表面酸化膜を除去した後、減面率で99%の冷
間圧延加工を施したところ、磁化量σs=0.2
(emu/gm)となつた。また機械的強度σ0.2=119
(Kg/mm2)、ビツカース硬さHv=593であつた。
上記の如く冷間圧延加工された50μmの厚さの
γ相の板材を500℃の温度で5秒間、Ar雰囲気中
で焼鈍し、Ar雰囲気中で急冷した。その結果、
磁化量σs=109(emu/gm)、機械的強度σ0.2=76
(Kg/mm2)、ビツカース硬さHv=486のα相となつ
た。
また、上記50μmの厚さのγ相の板材の表面を
2.5W連続発振YAGレーザーアニール装置で、1
mm直径のレーザービームを1(mm/sec)の速度で
走行させて、Ar雰囲気中で焼鈍した。加熱部の
顕微鏡観察を行なつたところ、板厚方向の全長に
渡つて、約1.1mmの巾で、γ相とは異なる相に変
態していることを確認し、この相変態部を切り出
し、磁化量を測定したところ、σs=98(emu/
gm)のα相であつた。
実施例 4 実施例1で用いた合金インゴツトを1100℃の温
度で1時間、Ar雰囲気中で均一化処理後、10%
NaOH水溶液中に浸して急冷した。この合金イ
ンゴツトから小片を切り出し、磁化量を測定する
と、σs=0.02(emu/gm)のγ相であつた。この
合金インゴツトの表面酸化膜を除去した後、減面
率で99%の冷間圧延加工を施し、50μm厚さの板
材とした。この板材を950℃の温度で5秒間、Ar
雰囲気中で熱処理し、Ar雰囲気中で急冷した。
その結果、磁化量σs=0.02(emu/gm)、機械的
速度σ0.2=55(Kg/mm2)、ビツカース硬度Hv=273
であつた。
上記熱処理された50μmの厚さのγ相の板材を
550℃の温度で5秒間、Ar雰囲気中で焼鈍し、
Ar雰囲気中で急冷した。その結果、磁化量σs=
110(emu/gm)、機械的強度σ0.2=70(Kg/mm2)、
ビツカース硬さHv=404のα相となつた。
また、上記50μmの厚さのγ相の板材の表面
を、3W連続発振YAGレーザーアニール装置で、
1mm直径のレーザービームを1(mm/sec.)の速
度で走行させてAr雰囲気中で焼鈍した。加熱部
の顕微鏡観察を行なつたところ、板厚方向の全長
に渡つて、約1mmの巾でγ相とは異なる相に変態
していることを確認し、この相変態部を切り出
し、磁化量を測定したところ、σs=100(emu/
gm)のα相であつた。
実施例 5 実施例1で用いた組成の合金インゴツトを1100
℃の温度で1時間、Ar雰囲気中で均一化処理し
た後、10%NaOH水溶液中に浸して急冷した。
この合金インゴツトから小片を切り出し、磁化量
を測定すると、σs=0.02(emu/gm)のγ相であ
つた。この合金インゴツトの表面酸化膜を除去し
た後、減面率で75%の冷間圧延加工を施し、再
び、950℃の温度で30分間、Ar雰囲気中で均一化
処理した後、上記溶液中に浸して急冷した。その
結果、磁化量は上記と同様に、σs=0.02(emu/
gm)であつた。引き続き、再び減面率で50%の
冷間圧延加工を施し、30μm厚さの板材とした。
その結果、磁化量σs=0.055(emu/gm)、機械的
強度σ0.2=122(Kg/mm2)、ビツカース硬さHv=670
であつた。
上記冷間圧延加工された30μm厚さの板材を
550℃の温度で5秒間、Ar雰囲気中で焼鈍し、
Ar雰囲気で急冷した。その結果、磁化量σs=118
(emu/gm)、機械的強度σ0.2=82(Kg/mm2)、ビツ
カース硬さHv=497のα相となつた。
また、上記30μmの厚さのγ相の板材の表面
を、3W連続発振YAGレーザーアニール装置で、
1mm直径のレーザービームを1(mm/sec.)の速
度で走行させて、Ar雰囲気中で焼鈍した。加熱
部の顕微鏡観察を行なつたところ、板厚方向の全
長に渡つて、約1.1mmの巾で、γ相とは異なる相
に変態していることを確認し、該変態部を切り出
し、磁化量を測定したところ、σs=109(emu/
gm)のα相であつた。
(Fe87.8Mn10C2.298.3Hf1.7のCが2%越えて添
加された合金を1100℃の温度で1時間Ar雰囲気
中で均一処理した後、10%NaOH水溶液中に浸
して急冷した。この合金をX線測定した結果、γ
相の回折線と他の回折線が測定された。この合金
を冷間圧延すると割れが生じ、薄板への圧延は不
可能であつた。
以上、実施例にもとずいて述べたが、直線状の
磁性パターンのみならず、加熱ビームを所望の任
意の方向に移動させれば、任意の複雑な磁性パタ
ーンを描くことが可能である。また50μm厚さの
板材の加熱する面と反対の面を冷却し、実施例1
と同様にレーザービームで焼鈍すると、厚さ方向
の全長に渡つて相変態が起らず、切断面を顕微鏡
観察すると、γ相とは異なる相(α相)に変態し
ている部分の深さは、約20μmであつた。
このようにHfを含有するFe−Mn−C系合金
は、その熱処理の容易さから、複合磁性材料用合
金としての工業的有用性は高いといわねばならな
い。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 Mn:2〜20重量%、C:0.4〜2重量%、残
    部Feからなる組成にHfを0.1〜2.5重量含有せしめ
    たことを特徴とする複合磁性材料用合金。
JP56088669A 1981-06-09 1981-06-09 Alloy for composite magnetic material Granted JPS57203748A (en)

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JP56088669A JPS57203748A (en) 1981-06-09 1981-06-09 Alloy for composite magnetic material

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JP56088669A JPS57203748A (en) 1981-06-09 1981-06-09 Alloy for composite magnetic material

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JPS57203748A JPS57203748A (en) 1982-12-14
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WO1986005677A1 (en) * 1985-04-03 1986-10-09 Kuraray Co., Ltd. Dental restorative material
DE10221800B4 (de) * 2002-05-15 2005-04-07 Federal-Mogul Burscheid Gmbh Verfahren zur Erzeugung von Verschleißschichten an Strahlkolbenringen

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