DE2112183A1 - Unmagnetisches Material mit einem konstanten Elastizitaetsmodul - Google Patents
Unmagnetisches Material mit einem konstanten ElastizitaetsmodulInfo
- Publication number
- DE2112183A1 DE2112183A1 DE19712112183 DE2112183A DE2112183A1 DE 2112183 A1 DE2112183 A1 DE 2112183A1 DE 19712112183 DE19712112183 DE 19712112183 DE 2112183 A DE2112183 A DE 2112183A DE 2112183 A1 DE2112183 A1 DE 2112183A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- percent
- weight
- alloy
- less
- manganese
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 title claims description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 69
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 69
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 54
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 14
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 11
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims 3
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 5
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 4
- 229910002551 Fe-Mn Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000942 Elinvar Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001374 Invar Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LAUCTMALVHLLAL-UHFFFAOYSA-N [Mn].[C].[Fe] Chemical compound [Mn].[C].[Fe] LAUCTMALVHLLAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N iron vanadium Chemical compound [V].[Fe] PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/011—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of iron alloys or steels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/922—Static electricity metal bleed-off metallic stock
- Y10S428/9265—Special properties
- Y10S428/928—Magnetic property
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12639—Adjacent, identical composition, components
- Y10T428/12646—Group VIII or IB metal-base
- Y10T428/12653—Fe, containing 0.01-1.7% carbon [i.e., steel]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12771—Transition metal-base component
- Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
- Y10T428/12951—Fe-base component
- Y10T428/12958—Next to Fe-base component
- Y10T428/12965—Both containing 0.01-1.7% carbon [i.e., steel]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
Anmelder: Kabushiki Kaisha Ha,ttori Tokeiten, 5-11, 4-chome,
Ginza, Chuo-^ku, Tokyo, Japan
ünmagnetisches Material mit einem
konstanten Elastizitätsmodul
Die Erfindung betrifft ein unmagnetisches Material mit einem konstanten Elastizitätsmodul, welches Material insbesondere
für Haarnadelfedern geeignet sein soll, die für Auslöseeinrichtungen
in Präzisionsinstrumenten wie Uhren, mechanischen Vibratoren mit konstanter Frequenz oder Vibratoren in der Fernmeldetechnik
Verwendung finden sollen.
Bisher fanden als derartige Materialien mit konstantem Elastizitätsmodul
Elinvar oder sonstige Nickelstahl-Legierungen Verwendung. Diese Legierungen sind ferromagnetische Substanzen,
die gegenüber äußeren Magnetfeldern empfindlich sind und gewissen Änderungen ihrer mechanischen und physikalischen Eigenschaften
unterworfen sind. Insbesondere bei der Verwendung als Vibrator ändert sich ihre Frequenz auf Grund des Einflusses eines äußeren
Magnetfelds. Wenn andererseits einmal ein äußeres Magnetfeld eingesetzt hat, bleibt der Restmagnetismus verhältnismäßig hoch,
selbst nach Entfernung des Magnetfelds, weshalb der Elastizitätsmodul
des Materials nicht länger konstant ist.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein gegenüber den genannten Nachteilen verbessertes Material anzugeben, welches un-
109845/1096
magnetisch ist und auch bei längerer Verwendung in der genannten
Umgebung einen praktisch konstanten Elastizitätsmodul aufweist.-Dieses
unmagnetische Material soll außerdem eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen und einen antiferromagnetischen Urawandlungspunkt
in der Nähe der Raumtemperatur besitzen. Ferner soll der Elastizitätsmodul innerhalb eines großen Temperaturbereichs
in der Nähe der Raumtemperatur konstant bleiben.
Diese Aufgabe wird durch eine nichtmagnetische Legierungszusammensetzung gelöst, die mindestens zwei Legierungsbestandteile
mit entgegengesetzter Frequenz-Temperatur-Charakteristik aufweist, welche Legierungs-Grundmaterialien als hauptsächliche
Bestandteile Eisen und Mangan enthalten, sowie zusätzliche Elemente
wie Nickel, Kobalt und Chrom, wobei geeignete Platten oder dergleichen aus diesen Legierungen zusammengelegt und verbunden
werden, so daß die entgegengesetzten Eigenschaften der Charakteristiken aufgehoben werden. Dieses unmagnetische Material hat
einen niedrigen Temperaturkoeffizienten der Eigenfrequenz innerhalb eines großen Bereichs und sehr gute mechanische Eigenschaften.
Ein derartiges unmagnetisches Material mit einem konstanten Elastizitätsmodul wird vorzugsweise durch mindestens zwei übereinandergelegte
und verbundene Platten aus Legierungen hergestellt, die eine entgegengesetzte Frequenz-Temperatur-Charakteristik
haben, welche Legierungen 16 bis 33 Gewichts-% Mangan, O bis 13 Gewichts-% Nickel, 0 bis 15 Gewichts-% Chrom, 0 bis 20 Gewichts-%
Kobalt und als Rest Eisen enthalten, sowie weniger als 3 Gewichts-% mindestens eines der Elemente der Gruppe IVa, Va
und Via des periodischen Systems der Elemente. Ferner werden weniger
als 1 Gewichts-% Kohlenstoff zugesetzt.
Ein derartiges Material ist bei Raumtemperatur unmagnetisch und hat einen niedrigen Temperaturkoeffizienten der Eigenfrequenz
innerhalb eines großen Temperaturbereichs. Dieses Material hat
ferner eine sehr gute mechanische Festigkeit und einen hohen Q-Wert für mechanische Schwingungen.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
109845/1096
Fig. 1 eine graphische Darstellung der Frequenz-Temperatur-Charakteristik
einer Legierungsplatte für ein Material gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine entsprechende Charakteristik einer anderen Legierungsplatte
für ein Material gemäß der Erfindung?
Fig. 3 eine entsprechende Charakteristik eines nichtmagnetischen
Materials gemäß der Erfindung mit einem konstanten Elastizitätsmodul
;
Fig. 4 eine entsprechende Charakteristik eines weiteren unmagnetischen
Materials gemäß der Erfindung? und
Fig. 5 eine entsprechende Darstellung der Charakteristik
eines weiteren unmagnetischen Materials gemäß der Erfindung.
Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. Durch Verschmelzen von elektrolytischem
Eisen, Manganeisen mit hohem Kohlenstoffgehalt, elektrolytischem Mangan, 99,5% Kobalt, 99,5% Nickel und Eisenvanadin in einem HF-Induktionsofen
in einer inerten Gasatmoshphäre und durch Vergießen, Heißverformung und Heiwalzen wurde eine Legierungsplatte A
hergestellt, welche 30Mn - 4Ni - 62Fe + (2V; 0,7C) enthielt, sowie
eine Legierungsplatte B, welche 3OMn - 4Ni - 54Fe + (2V;
O,7C) enthielt.
Die Legierungsplatten A, B wurden getrennt bei 125O°C während
20 Minuten gehalten und danach in Wasser abgeschreckt, woraufhin eine Kaltverformung bis zu 50% Querschnittsverminderung
erfolgte, sowie eine Ausscheidungshärtung durch eine Alterungsbehandlung,
wobei die Legierungsplatten während einer Stunde auf 6500C gehalten wurden. Bei diesen Legierungsplatten A, B wurde
dann die Abhängigkeit deren Eigenfrequenz von der Temperatur in einem elektrostatischen, durch einen Vibrator gesteuerten Prozeß
gemessen, wobei die Legierungsplatten als Vibratormaterialien Verwendung fanden.
Bei den graphischen Darstellungen in den Fig. 1 und 2 ist auf der Abszissenachse die Temperatur T (0C) und auf der Ordinat
der Frequenzkoeffizient (Af/fJ aufgetragen. Die Linien a und b
10984S/1096
zeigen die Eigenschaften der oben erwähnten Platten A und B.
Wie aus den Linien a und b ersichtlich ist, haben die Legierungsplatten
A und B entgegengesetzte Frequenz-Temperatur-Charakteristiken.
Innerhalb eines Temperaturbereichs von weniger als 20°C hat die Platte A eine positive Charakteristik, während
die Platte B eine negative Charakteristik hat. In dem Temperaturbereich oberhalb 20 C hat die Platte A eine negative Charakteristik
und die Platte B eine positive Charakteristik.
Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden zwei
oder mehr derartiger Platten mit entgegengesetzter Frequenz-Temperatur-Charakteristik
übereinander gelegt, so daß sich die entgegengesetzten Charakteristiken kompensieren.
Die Platten A und B wurden übereinandergelegt und an ihrer
Berührungsfläche miteinander verschmolzen, indem sie auf einer Temperatur von 1250 C während 20 Minuten gehalten wurden, wonach
eine Abschreckung in Wasser und eine Kaltverformung bis zu 50% Querschnittsverringerung erfolgte, um eine geschichtete Platte
AB herzustellen.
Die Platte AB, ist eine solche Platte AB, die auf 6OO:C
während einer Stunde gehalten und danach einer Vergütungsbehandlung unterzogen wurde, um eine Ausscheidungshärtung zu bewirken.
Die Platte AB5 wurde während einer Stunde auf 65OC erhitzt
und danach in entsprechender Weise durch Ausscheidungshärtung vergütet.
Die Platte AB3 wurde aus einer Platte AB mit einer Erhitzung
auf 700°C während einer Stunde hergestellt, wonach durch Ausscheidungshärtung eine Vergütung erfolgte.
Diese Platten AB,, AB« und AB3 wurden zu Vibrator-Materialien
mit einer Dicke von 0,5 mm, einer Breite von 5 mm und einer Länge von 100 mm verarbeitet, deren Frequenz 300 Hz betrug. Die
Abhängigkeit deren Eigenfrequenzen von der Temperatur wurde mit Hilfe eines elektrostatisch gesteuerten Verfahrens mit transversalen
Schwingungen gemessen. Die Abszisse und die Ordinate in den Fig. 3,4 und 5 entsprechen den Fig. 1 und 2, und die Linie abl
in Fig. 3, die Linie ab2 in Fig. 4 und die Linie ab3 in Fig. 5
109845/1096
zeigen die Charakteristiken der oben erwähnten Platten. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich ist, ist der außergewöhnliche Temperaturbereich
bei Raumtemperatur beträchtlich größer als im Falle der Linien a und b, woraus hervorgeht, daß die Frequenzkoeffizienten
in diesem Temperaturbereich sehr klein sind.
Hinsichtlich der Charakteristiken jeder Legierungsplatte A und B vor deren Zusammenfügung ist zu bemerken, daß die außergewöhnlichen
Temperaturbereiche bei Raumtemperatur groß sind, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, und daß die Differenz der Frequenzen
in Abhängigkeit von der Änderung der Temperatur in diesem Bereich sehr klein ist. Dies ist der Fall, weil die Zusammensetzungen
dieser Legierungsplatten als hauptsächliche Bestandteile Eisen und Mangan enthalten, und weil der magnetische Transforma-· g
tionspunkt im Falle einer Fe-Mn-Legierung mit sinkendem Mangangehalt
erniedrigt ist. Da der Mangangehalt in der Legierungsplatte auf, weniger als 16 Gewichts-% abfällt, wird der magnetische Transformationspunkt
schnell abgesenkt und es wird unmöglich, eine Invar-(inver) Charakteristik in der Umgebung der Raumtemperatur
zu erhalten. Wenn der Mangangehalt geringer als 16 Gewichts-% ist, wird die γ-Feststoff-Lösung in ihrer Phasenzusammensetzung instabil
auf Grund innerer Kräfte und dergleichen, wodurch eine γ-OL-Transformation
erzeugt wird. Die Legierungsplatte tendiert dazu, eine ferromagnetische Phase einzunehmen und es wird schwierig,
ein nichtmagnetisches Material zu erhalten. Wenn ferner der Mangangehalt größer als 33 Gewichts-% wird, wird der magnetische
Transformationspunkt höher und es wird unmöglich, die erwähnte (|
inverse Charakteristik in der Umgebung der Raumtemperatur zu erzielen. Deshalb soll der Mangangehalt zwischen 16 und 33 Gewichts-%
liegen.
Es können Legierungsplatten aus verschiedenen Grundmaterialien Verwendung finden. Beispielsweise kann eine Legierung Verwendung
finden, in welcher der Eisengehalt durch Nickel oder Kobalt bei der oben erwähnten Fe-Mn-Legierung ersetzt wird, um die
Bearbeitbarkeit der Legierung zur Erhöhung der Festigkeit zu verbessern. Eine Legierung kann Verwendung finden, in der Eisen durch
Chrom ersetzt ist, um die Säurebeständxgkeit und die Korrosionsbeständigkeit der Fe-Mn-Legierung zu erhöhen. Ferner kann eine Le-
109845/1096
gierung Verwendung finden, bei welcher Eisen durch zwei oder drei Elemente der Elemente Nickel, Kobalt und Chrom ersetzt ist.
Durch schichtung von mindestens zwei Legierungsplatten aus Grundmaterial,
die selbst unmagnetisch bei Raumtemperatur sind und einen niedrigen Temperaturkoeffizienten der Eigenfrequenz innerhalb
eines großen Temperaturbereichs haben, können sich die Charakteristiken der Legierungsplatten gegeneinander kompensieren,
wodurch ein Material mit verbesserten Eigenschaften hergestellt werden kann.
Eine Anzahl von Ausführungsbeispielen 1 bis 25, die als
Grundmaterial-Legierungsplatten gemäß der Erfindung Verwendung
fanden, sollen im folgenden näher beschrieben werden. In der Tabelle 1 sind die Zusammensetzungen der Legierungen, die Bedingungen
der Vergütung durch Wärmebehandlung, die Temperaturkoeffizienten der Frequenz und die Temperaturbereiche aufgeführt.
| Zusammensetzung der Legierung (Gewichts-%) |
23,2Mn; 9,3Ni; BaI Fe; (O,4V; 0,2C) |
Bedingungen der Wärme behandlung .(°Cxlhr) |
Af/fo* 1/T(0C) |
Temperatur bereich (°c) |
| 1 | 25Mn; 8Ni; BaI Fe; (0,5V; 0,2C) |
100 | 45xlO~6 | -2O/-fc6O |
| 2 | 25,5Mh; 5,1Ni; BaI Fe; (O,4V; O,IC) |
100 | 33xlO~6 | -2O/+7O |
| 3 | 18Mn; 4Cr; BaI Fe; (0,6V; 0,3C) |
250 | 25xlo"6 | O/+7O |
| 4 | 24,2Mn; 6,4Cr; BaI Fe; (IBe; O,5C) |
3OO | l,5xio"6 | -5/+35 |
| 5 | 30Mn; 15Cr; BaI Fe; (IV; 0,7C) |
27O | 3,5xlO"6 | -1O/+4O |
| 6 | 22,1Mn; 8,6Cr; BaI Fe; (1,96V; O,5C) |
480 | l,5xlO~6 | 35/4-65 |
| 7 | 300 | 2OxIO"6 | 1O/+6O |
109845/1096
| Zusammensetzung der Legierung | 20Mn; 5Co;BalFe; (0,4V; 0,2C) |
Bed ingungen der Wärme behandlung (ocxlhr) |
1/T(OC) | Temperatur bereich |
| 8 | 25Mn; 7Co; BalFe; (2Mo; 0,5C) |
250 | 2,5xlO"6 | -10/+30 |
| 9 | 28Mn; 8Co; BalFe; (2Nb; 0,5C) |
280 | 2,5xlO"6 | -10/+60 |
| 10 | 3OMn; 15Co; BalFe; (0,8V; 0,5C) |
300 | 2,5xlO~6 | 10/+50 |
| 11 | 16Mn; 2Ni; 3Cr; BalFe; (0,4V; 0,2C) |
300 | Ι,ΙχΙΟ"6 | Ο/+45 |
| 12 | 25Mn; 4Ni; 4Cr; BalFe; (0,4V; 0,2C) |
200 | 4xlO~6 | -15/045 |
| 13 | 3OMn; 4Ni; 6Cr; BalFe; (0,5V; 0,3C) |
300 | 5x1O"6 | 2Ο/+7Ο |
| 14 | 33Mn; 8Ni; 3Cr; BalFe; (0,6V; 0,3C) |
100 | 2OxlO"6 | -10/+60 |
| 15 | 20Mn; 2Ni; 4Co; BalFe; (0,4V; 0,2C) |
250 | 3OxlO"6 | 30/+80 |
| 16 |
25Mn; 8Ni; 15Co; BalFe;
(1,5Ti; 0,5C) |
250 | 5,5xlO"6 | -2O/+5O |
| 17 | 33Mn; 8Ni; 16Co; BalFe; (0,5V;' 0,2C) |
300 | 3xlO"6 | -20/+55 |
| 18 | 19Mn; 3Cr; 2Co; BalFe; (0,4V; 0,1C) |
350 | 2,5xlO"6 | 2Ο/+6Ο |
| 19 | 25Mn; 5Cr; 3Co; BalFe; (IV; 0,5C) |
250 | l,5xio"6 | -10/+30 |
| 20 | 32Mn; 6Cr; 15Co; BalFe; (0,8V; 0,4c) |
300 | 9xlO"6 | -10/+30 |
| 21 | 300 | 2Oxlo"6 | 0/+30 | |
| 22 | 20Mn; 2Cr; INi; 2CO; BalFe; 250 (O,4V; 0,2C) |
7,5xlO"6 | -2O/+2O | |
| 23 | 25Mn; 3Cr; 3Ni; 5Co; BalFe; 200 (0,3V; 0,1C) |
4xlO"6 | -1O/+55 | |
| 24 | 28Mn; 5Cr; 2Ni; 5CO; BalFe; 500 (0,4V; 0,2C) |
12,5x1O"6 | 10/+50 | |
| 25 | 32Mn; 3Cr; 2Ni; lOCo; BalFe; 300 (0,4V; OflC) J |
5xlO"6 | 5/+55 |
10984S/109S
Aus den vorangegangenen Ausführungen ist ersichtlich, daß mindestens zwei Legierungsplatten Frequenz-Temperatur-Charakteristiken
haben, die zueinander entgegengesetzt sind, welche Materialien aus Grundmaterial-Legierungsplatten ausgewählt sind,
die selbst.nichtmagnetisch sind und einen niedrigen Temperaturkoeffizienten
der Eigenfrequenz in einem großen Temperaturbereich haben, welche übereinandergelegt und miteinander verbunden werden,
so daß sich diese entgegengesetzten Eigenschaften gegeneinander aufheben und sich ein verbessertes Material ergibt.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Tabelle 2 dargestellt. Entsprechend demselben Herstellungsverfahren, das
in Verbindung mit den Legierungsplatten A, B beschrieben wurde, wurden Legierungsplatten C bis N mit den folgenden Zusammensetzungen
hergestellt, wobei gewisse Platten entgegengesetzte Frequenz-Temperatur-Charakteristiken
hatten, nämlich die Platten C und D, E und F, M und N. Diese Platten wurden übereinandergelegt
und bei einer Temperatur von 125O°c während 20 Minuten verschmolzen, danach in Wasser abgeschreckt und schließlich
bis zu einer Querschnxttsverringerung von 50% kalt bearbeitet. Danach erfolgten unterschiedliche Wärmebehandlungen bei den Proben
in Tabelle 2, wobei Platten CD, EF, MN hergestellt wurden. Diese Platten wurden jeweils als dieselben Vibrator-Materialien
wie in den obigen Ausführungsbeispielen verwandt, wobei deren Temperaturkoeffxzienten der Resonanzfrequenz-Koeffizienten
und deren Temperaturbereiche bestimmt wurden.
109345/1096
| Probe | C | Zusammensetzung der Grundmaterial legierung |
CO | Ni | Cr | Fe | Zusatzstoffe | W | C | Temperaturkoeffizient des Resonanz-Koeffizienten |
af/fo- L/T(oc) |
Temperatur bereich (OC) |
| D | Mn | 4 | 4 | - | 62 | V | - | 0,7 | Wärme behandlung |
5xlO"6 | -10/+70 | |
| CD | E | 30 | 12 | 2 | 3 | 53 | 2 | 2 | O, 7 | 600°Cxlhr | 6xl0"6 | -2O/+5O |
| EF | F | 30 | 6 | 3 | 3 | 63 | - | - | 0,7 | 5xlO"6 | -20/+40 | |
| GH | G | 25 | 12 | 2 | 3 | 55 | 2 | - | 0,7 | 550OCxlhr | 4xl0"6 | -10/+40 |
| IJ | H | 28 | - | 2 | 3 | 73 | 2 | - | 0,7 | 6xlO"6 | -10/+60 | |
| KL | I | 22 | - | 6 | 5 | 59 | 2 | - | 0,7 | 650Ocxlhr | 5xl0"6 | 0/+70 |
| MN | J | 30 | 13 | 4 | - | 58 | 2 | 2 | 0,7 | |||
| K | 25 | 7 | 4 | - | 64 | ■ - | - | O, 7 | 650OCxlhr | |||
| L | 25 | 12 | 2 | 3 | 51 | 2 | - | 0,7 | ||||
| M | 32 | - | 6 | 4 | 62 | 1 | - | 0,7 | 65OOCxlhr | |||
| N | 28 | 6 | 3 | 3 | 63 | 2 | - | 0,7 | ||||
| 25 | 4 | 4 | - | 62 | 2 | - | 0,7 | öOOOCxlhr | ||||
| 30 | 2 |
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist,"haben die Materialien gemäß
der Erfindung einen außergewöhnlichen Temperaturbereich, der besonders groß ist, indem er mehr als 70°C bei Raumtemperatur beträgt.
Die Werte der Frequenz-Temperatur-Koeffizienten in diesem Bereich sind ebenfalls bemerkenswert niedrig, indem sie weniger
als 6 χ 10~ /0C betragen. Ferner wird die mechanische Festigkeit
durch die Wärmebehandlung erhöht.
Ferner ist zu bemerken, daß die Werte der magnetischen·
Permeabilität der Materialien gemäß der Erfindung, welche in einem Magnetfeld mit 100, 500 und 1000 Oersted durch ein Abgleichverfahren
festgestellt wurden, alle kleiner als 1,1 waren.
109845/1096
Weil die Wärmebehandlung bei einer hohen Temperatur (6OO°C)
durchgeführt wird, ist die Verformung des Materials zu einem Vibrator möglich.
Bei jedem Beispiel in Tabelle 2 sind Zusatzstoffe in Form von Vanadium oder Wolfram und Kohlenstoff erwähnt. Zusätzlich zu
den oben erwähnten Elementen können jedoch weniger als 3 Gewichts- % mindestens einer der folgenden Elemente zugesetzt werden:
Titan, Zirkon und Hafnium (Gruppe IVa des periodischen Systems der Elemente) ; Niob und Tantal (Gruppe Va) ? Chrom und Molybdän
(Gruppe VI). Ferner kann weniger als 1 Gewichts-% Kohlenstoff der Zusammensetzung zugesetzt werden.
Ferner werden entsprechend jedem oben erwähnten Beispiel Beispiele erwähnt, bei welchen die Grundmaterial-Legierungsplatten
mit entgegengesetzter Frequenz-Temperatur-Charakteristik uberexnandergeschxchtet werden, um eine Kompensation der Charakteristiken
zu erzielen. Es ist jedoch ebenfalls möglich, die Schichtung derart durchzuführen, daß eine Grundraaterial-Legierungsplatte
mit einer Charakteristik zwischen zwei Grundmaterial-Legierungsplatten gelegt wird, welche eine andere Charakteristik
haben, so daß sich die entgegengesetzten Charakteristiken der Platten insgesamt aufheben. Da beispielsweise eine Chrom enthaltende
Grundmaterial-Legierungsplatte praktisch nicht oxidiert
und damit einen Rostschutz ermöglicht, können Chrom enthaltende Platten auf gegenüberliegenden Seiten einer mittleren Platte aufgelegt
werden, die aus einer Nickel, Kobalt oder dergleichen enthaltenden Legierung besteht und sehr gute Eigenschaften hinsichtlich
Festigkeit und Kaltverformbarkeit hat. Diese drei Platten werden so überlagert, daß sich die entgegengesetzten Frequenz-Temperatur-Charakteristiken
aufheben. Dadurch werden Materialien erhalten, bei denen Frequenzänderungen selbst dann nicht auftreten,
wenn sich die Temperatur ändert.
Diese Oberlagerung erfolgt wie bei den obigen Ausführungsbeispielen durch Verschmelzung der Platte durch eine Erhitzung,
die bei der Behandlung der Schmelze erzeugt wird, obwohl es andererseits möglich ist, die Schichtung derart durchzuführen, daß
jede Grundmaterial-Legierungsplatte getrennt behandelt wird, da-
109845/1096
mit die Härtung erfolgt, wonach die Grundmaterial-Legierungsplatten
durch einen Klebstoff oder ein Adhäsionsmittel verbunden werden.
Gemäß der Erfindung können jedoch nicht nur ebene Platten zusammengesetzt werden, sondern auch andere einander entsprechende
Ausführungsformen. Beispielsweise kann das eine Material mit der entgegengesetzten Charakteristik ein Draht mit einem kreisförmigen
Querschnitt sein, während das andere Material rohrförmig ausgebildet ist. Nach dem Zusammensetzen kann ein dünner zusammengesetzter
Draht hergestellt werden, beispielsweise durch Drahtziehen. Auf diese Weise kann durch eine geeignete Auswahl
des Querschnittsverhältnisses der beiden Materialien ein Draht mit den gewünschten Frequenz-Temperatur-Koeffizienten hergestellt "
werden. Durch Verwendung einer Grundmaterial-Legierung mit einer
ausreichend korrosionsbeständigen Zusammensetzung als äußere Legierung kann ein unmagnetisches Material mit einem konstanten
Elastizitätsmodul hergestellt werden, das einen guten Frequenz-Temperatur-Koeffizienten
hat, korrosionsbeständig ist und eine zufriedenstellende mechanische Festigkeit aufweist.
103845/10SS
Claims (9)
1.. Nichtmagnetisches Material mit einem konstanten Elastizitätsmodul,
dadurch gekenn ze ichnet, daß das Material
aus mindestens zwei übereinander liegend zusammengefügten Materialstücken aus Grundmaterial-Legierungen mit entgegengesetzten
Frequenz-Temperatur-Charakteristiken gebildet ist, daß eine betreffende Legierung nicht mehr als 3 % mindestens eines der
Elemente der Gruppe IVa, Va oder VIa des periodischen Systems der Elemente, sowie nicht mehr als ein Gewichtsprozent Kohlenstoff
als Verbindungs-Zusatz zu einer Grundlegierung enthält, welche 16 bis 33 Gewichtsprozent Mangan, ο bis 13 Prozent Nickel,
ο feis 15 Gewichtsprozent Chrom und ο bis 2o Gewichtsprozent
Kobalt enthält, während der Rest Eisen ist.
2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet ,
daß mindestens eine Grundmaterial-Legierung einen Zusatz von weniger als 3 Gewichtsprozent mindestens eines der Elemente der
Gruppe IVa, Va und VIa und weniger als 1 Gewichtsprozent Kohlenstoff zu einer Legierung aufweist, die 16 bis 33 Gewichtsprozent
Mangan, 4 bis 13 Gewichtsprozent Nickel und als Rest Eisen enthält.
3. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet ,
daß mindestens eine Grundmaterial-Legierung einen Zusatz von weniger als 3 Gewichtsprozent mindestens eines der Elanente in der
Gruppe IVa, Va und VIa und weniger als 1 Gewichtsprozent Kohlenstoff zu einer Legierung enthält, die 16 bis 33 Gewichtsprozent
Mangan, "4 bis 15 Gewichtsprozent Chrom und als Rest Eisen enthält.
4. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet,
•daß mindestens eine Grundmaterial-Legierung einen Zusatz von ;
weniger als 3 Gewichtsprozent mindestens eines der Elemente der Gruppe IVa, Va und VIa und weniger als 1 Gewichtsprozent Kohlenstoff
als Verbindungs-Zusatz zu einer Legierung zugesetzt hat, die 16 b4.s 33 Gewichtsprozent Mangan, 3 bis 2ο Gewichtsprozent Kobalt
und als Rest Eisen enthält.
109845/1Q96 C0PY
5. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichne t ,
daß mindestens eine Grundmaterial-Legierung eine Legierung ist,
in welcher weniger als 3 Gewichtsprozent mindestens einer der Elemente der Gruppe IVa, Va und VIa und weniger als 1 Gewichtsprozent
Kohlenstoff als Zusatzstoff einer Legierung zugesetzt sind, die 16 bis 33 Gewichtsprozent Mangan;- 1 bis 8 Gewichtsprozent
Nickel, 1 bis 11 Gewichtsprozent Chrom und als Rest Eisen enthält.
6. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Grundmatsrial-Legierungen eine Legierung
ist, in der weniger als-^Gewichtsprozent mindestens eines der
Elemente der Gruppe IVa, Va und VIa und weniger als 1 Gewichtsprozent
Kohlenstoff einer Legierung zugesetzt sind, die 16 bis 33 Gewichtsprozent Mangan, 1 bis 8 Gewichtsprozent Nickel, 2 bis
16 Gewichtsprozent Kobalt und als Rest Eisen enthält.
7. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet ,
daß mindestens eine der Grundmaterial-Legierungen eine Legierung
ist, bei welcher weniger als 3 Gewichtsprozent mindestens eines der Elemente in der Gruppe IVa, Va oder VIa und weniger als
1 Gewichtsprozent Kohlenstoff einer Legierung zugesetzt ist, die 16 bis 33 Gewichtsprozent Mangan, l.bis 8 Gewichtsprozent Chrom,
1 bis 15 Gewichtsprozent Kobalt und als Rest Eisen enthält.
8. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichne t ,
daß mindestens eine Grundmaterial-Legierung eine Legierung ist, in welcher weniger als 3 Gewichtsprozent mindestens eines der
Elemente in der Gruppe IVa, Va und VIa und weniger als 1 Gewichtsprozent Kohlenstoff einer Legierung zugesetzt sind, die 16 bis
Gewichtsprozent Mangan, 1 bis 6 Gewichtsprozent Nickel, 1 bis 6 Gewichtsprozent Chrom, 1 bis Io Gewichtsprozent Kobalt und als Rest
Eisen enthält.
9. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei Grundmaterial-Legierungs-
COPY 109845/1096
stücke aufeinander liegend aneinander angeschmolzen sind, und
daß die beiden äußeren Legierungsstücke Chrom enthalten.
109845/1098
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP45022253A JPS5019511B1 (de) | 1970-03-18 | 1970-03-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2112183A1 true DE2112183A1 (de) | 1971-11-04 |
Family
ID=12077608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19712112183 Pending DE2112183A1 (de) | 1970-03-18 | 1971-03-13 | Unmagnetisches Material mit einem konstanten Elastizitaetsmodul |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3788822A (de) |
| JP (1) | JPS5019511B1 (de) |
| CH (1) | CH519027A (de) |
| DE (1) | DE2112183A1 (de) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60182187U (ja) * | 1984-05-14 | 1985-12-03 | 大平 康治 | 書類フオルダ |
| JPH0398086U (de) * | 1990-01-25 | 1991-10-09 | ||
| DE102006059884B4 (de) * | 2006-12-19 | 2020-08-06 | Volkswagen Ag | Austenitischer Schweißzusatzwerkstoff auf Eisen-Basis für das Schweißen eines austenitischen Werkstoffs mit einem weiteren Werkstoff |
| WO2010055943A1 (ja) * | 2008-11-17 | 2010-05-20 | 財団法人電気磁気材料研究所 | 磁性不感高硬度恒弾性合金及びその製造法、並びにひげぜんまい、機械式駆動装置及び時計 |
| JP5003785B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2012-08-15 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 延性に優れた高張力鋼板およびその製造方法 |
| EP3176281B1 (de) * | 2015-12-02 | 2019-03-27 | Nivarox-FAR S.A. | Verfahren zur verbesserung einer eisen-nickel-chrom-mangan-legierung für uhrenanwendungen |
-
1970
- 1970-03-18 JP JP45022253A patent/JPS5019511B1/ja active Pending
-
1971
- 1971-03-13 DE DE19712112183 patent/DE2112183A1/de active Pending
- 1971-03-17 US US00125231A patent/US3788822A/en not_active Expired - Lifetime
- 1971-03-18 CH CH401271A patent/CH519027A/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US3788822A (en) | 1974-01-29 |
| JPS5019511B1 (de) | 1975-07-08 |
| CH519027A (de) | 1972-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3787549T2 (de) | Material für magnetische Abschirmung. | |
| DE69117870T2 (de) | Durch Sintern von Pulver hergestellter Schnellarbeitsstahl und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE3879195T2 (de) | Weichmagnetischer rostfreier stahl mit guter kaltschmiedbarkeit. | |
| DE69327037T2 (de) | Verfahren zum herstellen der welle eines magnetostriktiven drehmomentsensors und welle hergestellt nach diesem verfahren | |
| DE69200169T3 (de) | Magnetresistive Materialien. | |
| DE2839626C2 (de) | ||
| DE2516749B2 (de) | Verfahren zum Herstellen von Metallkörpern mit wiederholt reversiblem Gestaltwechselvermögen | |
| EP0021101A1 (de) | Amorphe weichmagnetische Legierung | |
| DE102011001783A1 (de) | Feder für ein mechanisches Uhrwerk, mechanisches Uhrwerk, Uhr mit einem mechanischen Uhrwerk und Verfahren zur Herstellung einer Feder | |
| DE3035433A1 (de) | Ferromagnetische amorphe legierung | |
| DE68911082T2 (de) | Weichmagnetischer Film mit hoher magnetischer Flussdichte sowie Magnetkopf. | |
| DE1258110B (de) | Verwendung einer oxydationsbestaendigen, nicht sproeden Eisenlegierung als Werkstoff fuer Bauteile in Heissdampfsystemen | |
| DE1219239B (de) | Gesinterte, stahlgebundene Karbid-Hartlegierung | |
| DE202017006822U1 (de) | Verbundkörper | |
| DE3927342C2 (de) | ||
| DE69313938T2 (de) | Weichmagnetische Legierung auf Eisenbasis und Herstellungsverfahren | |
| DE2112183A1 (de) | Unmagnetisches Material mit einem konstanten Elastizitaetsmodul | |
| DE69318274T2 (de) | Martensitische rostfreie Stahllegierung für chirurgische Nadeln | |
| DE1558513C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Bauelementen mit einem weitgehend temperaturunabhängigen Temperaturkoeffizienten der elastischen Modulen | |
| DE1558514C3 (de) | Verwendung einer metallischen, paramagnetischen Legierung als Werkstoff für unmagnetische Federn und unmagnetische, mechanische Schwingelemente | |
| DE69014049T2 (de) | Magnetostriktive Kobalt-Eisenlegierungen und ihre Produktanwendungen. | |
| DE2815897A1 (de) | Mehrschichten-kopfkern und verfahren zu seiner herstellung | |
| EP0502397B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen, Fe-haltigen Werkstoffes mit hoher Sättigungsmagnetisierung und ultrafeiner Kornstruktur | |
| DE102014105778A1 (de) | R-t-b-basierter permanentmagnet | |
| DE69218109T2 (de) | Verdichtete und verfestigte Wirkstoffe aus Aluminium-Legierung |