高C-高Cr磁石鋼および低Co磁石鋼の温度による磁性の変化について

高

dd9.15.2d.081.588+dd9.15.25.018.588〕538.09d

Cr磁石銅および低Co磁石鋼の温度による磁性の変化につし､て

The Change _{of the} Magnetism _of

_HighC-HighCr

Magnetic Steeland

Low

Co

Magnetic

_SteelDue

to Temperature

小柴定雄串

西沼輝美**

内 容 梗 概 C含有量約1.3%,Cr含有量約5.8%の高C一高Cr磁石銅およびC含有量約1･05%,Cr含有量約 6%,Co含有量約4.7%の低Co磁石銅の-600C∼+80OC間の温度による磁気の変化を求め,あわせ てAgingの残留オー･ステナイト(rR)のStabilizationこおよぼす影響について考察をくわえた｡ γ月の分解の生ずる場合は当然それに応じて残留磁気Brの増加,抗磁力Hcの減少が生ずる｡Lか しAgingを行う土γRのStabilizationが著しく促進されるので,実際にはほとんどγRの分解は懸念 する必要がなく,単なる温度の変化によって磁気特性が変化する｡

〔Ⅰ〕緒

言

計器の空間磁束密度:ま周知のごとく温度により変化 し,これを補償するために整磁合金なごが使用されてい る｡これは使用磁石の磁気特性が温度により変化するた めでこの温度係数については若干の実験があるが,本研 究においては高Cr高Cr磁石鋼および低Co磁石鋼に ついてそれを求め,あわせて焼人後1000Cにて長時間行 う Agingニついて簡単な考察を加えた｡

〔ⅠⅠ〕実験試料および実験方法

実験に供した試料の化学成分は弟1表のごとくである｡ 測定は直径5mm,長さ120mmの試料を用い,エチ ルアルコールとドライアイスこてえた低温ならびに温水 中にて,測定温度に10分間保持紛弾動検流計法にて磁気 特性を球磨た｡この場合の測定所要時間は2分間以内て 測定 了までこ最大2DCの変化 じた｡

〔ⅠⅠⅠ〕実験結果およびその考察

(り 温 度 係 数 各試料とも1,170CCにて焼準綾高Cq高Cr鋼は850C C,低Co鋼は9250Cからそれぞれ油焼人後1000Cにて 6時間Agingを行い,さらに常温に約30時間放置後 -400C∼+700Cの各温度にて磁気測定を行った｡その 結果を第1図に示す｡たゞしこの場合の測定は 常温→低塩→常温→高温→常温 の順序で行ったものである｡ 温度を上昇するとBrおよびHcともに僅かこ低 Fの 傾向を示す｡この場合Brの平均温度係数ミ･ま高C･高Cr 鋼および低Co鋼ともに約一1.9×10 4,Hcのそれは高 C一高Cr鋼約-3.3×10r4,低Co鋼約-3.5×10 4で ある｡ 低塩に冷却されるとSub-ZerO効果によるBrの増加, * 日立製作所安来工場 工博 ** 日立製作所安･来工場 一-137 第1表 化 学 成 分 の 試 料 Tablel.ChemicalComposition _of Specimen 鋼て建 商C一高Cr鋼 低Co鋼

CFsilMn

室卒

1･05lo･27!0･44

∃pIs

lo･02巨

lo･023!五㌫

l竺

葛芸

Cr 5.81 5.95 田 0.36 0.46 Co 4.67 ∴＼rここ年度望認許 ｢＼㌻三毛麒彗詔叫朴 {〃レ ､ 〃･ ノ♂裸 j♂♂♂ 高C高存筍 〝c ■こ･′-､■-′.サ_一､一一一仁=二短=■ゝ ･/ 二､〕 t==ここここ=≧-‥==-･=亡=･:､ ● 淳 _一■℃J 石7 〝 こ〔直NJ｢工〕台亡慧疋-こ｢≠K±Hこ､＼ 〔豊雲 第1図 高C一高Cr鋼および低Co銅の温度七磁気 特性の関係(Aging後低温より測定) Fig.1.HighC-HighCrSteeland Low Co

Steel;Relation between Temperature _and

Magnetic _{Characteristic(Measured} After

Aging,from Low Temperature _Up)

Hcの減少が考えられるが,本実験の場合に托それがな :試料の温度が常温になるとほとんどもとの値を示す｡ っぎにこれらを碓めるため,焼入校Agingを行わず 直ちこ 常温→低温→常温→高温→常温 の順で測定を行ったものが第2図および第3図である｡ たゝ､し図の飽和磁気の強さⅠ00とは有効磁場の強さ570 エルステッドこおける磁化の強さのことである｡

380 ?≒こモこ℃ ｢KL王こ℃蹄望部芯 (‖レ ､〃) ∩〃U 爛 旧和31年2月 及rメ〟亡 ､_､===二:､

∵tL..1L

棚 卸 ､■ ､1ヽ ーレ ′一 ､ 〟 ♂ a7 dク 窮7 ガ 浸 (℃ノ 日 1/却♂ 1//〟 ｣′て〔闘 ､K千て)已､れ欝∈声望コヰ→岩 ∴与■こ⊥二.一 モこ■窯だ 第2図 高C一高Cr銅の温度と磁気特性の関係 (低温より測定の場合)

Fig.2.Relation between Temperature _and

Magnetic Characteristic _of High C- High Cr _Steel(When Measured from Low

Tem-perature Up) あきらか･こrRの分月利二よるIc｡,Brの増加,Hcの減 少が現われ,-60ロCにて,焼入直後の常温における値 より高C一高Cr綱にてBr約1,200ガウスの増加,Hc 約6エルステッドの減少がある｡また低Co鋼･にてはBr 約900ガウスの増加,Hc約3エルステッドの減少が現れ る｡これをさらに温度をあげるとBr,Hcともに僅かに 低下する｡しかして両鋼種ともBrの減少ほ _-600C +70qC｢訃二おいて約150ガウスでその平均温度係 約-1･2×10 4である｡またHcの減少は約2.5エルス テッドでその平均温度係数i･ま約 -2.0∼-2.5×10 4 て ある｡ つぎに焼入直後 常温p>高温→100CCx2時間Aging →常温→低温→常温 の順で測定を行った結果が第4囲および第5図であるっ 温度が高くなるとBr,Hcともに低下する｡1000Cに て2時間Agingを行うとrRがわずかに分解し,Brが 増しHcが減少する｡さらにこれを低温に冷却すると Br,Hcともに増加するがrRの分解による急激な変化 は認められず常温になると･ほぼもとの値にもどる｡この 場合の-600Cと+800C間のBrの平均温度係数は両 鋼種とも約q2.3×10 4である｡Hcのそれは高C-Cr鋼の場合がやゝ大きく約-4.7×10 4で,低Co鋼 のそれは約-2･8×10 4である.｡ (2)1000C AgingのTRのStabilization におよぽす影響 こぎ主…よ (NL十こ童〆■瑠髭富 /♂仇ク｢ 凛 _/T) 両手ミぺ怨讐這岳コ禁軍 ■丁字≠下三H二ギ｢〓苛悪 第3区l低Co鋼の温度と磁気特性の関係 (低温より測定の場合)

Fig･3･Relation _{between Temperature}

and

Magnetic _{Characteristic}

of Low Co Steel

(When Measured from Low Temperature

Up) こヲ;こ童 へ∵｢〔こ屯匠望謙▲芯 第4図 ノ挽7訂1Zて ∼∧r昭斯 ､､==こここ二=====: 明けほて Jバ.ハ鰐匂1 甜 -｣V 一ごノ 高 澤 俄けほて Zん〔ロ予期 ▼.__l+ ｣ ∠♂ ∠ク 〟 此7 仁一rノ C一高Cr鋼の温度上磁気特性の関係 (Nr羊g､れ卸町e匿ヨコ惰螢 こチ≠ドミH}.ギ｢二軍≦ (高温より測定の場合)

Fig･4.Relation between Temperature _and

Magnetic Characteristic _{of HighC-High}

Cr _Steel(When Measured from

HighTem-perature Down) 高C一高Cr鋼を焼人後約100Cの常温および焼人後

たゞちに1000Cに加熱,5分∼30時間保持後-70￠Cに

30分間Sub-ZerO処理を行いI∞の変化量を求めた｡そ の結果を第一図に示した｡なお参考のため1000Cにて Agingを行った場合のIrの変化量をも示した｡

Cr磁石鋼お上びイ

てミ＼主Jよ (へ｢て∵＼句踵義認芸 伽 りル .1′レ の 〃′ 購 風

Co磁石鋼の温度による磁性の変化について

認1 /J Jノ .･坑7 ん/ ｢rj (卜L｢当､什卸町G匿■忘じ言い ｢ 〒ト＼｣｢H｣主■Lヨぺ､∼ 第5図 低Co銅の温度と磁気特性の関係 (高温より測定の場合)

Fig.5.Relation between Temperature _and

Magnetic Characteristic _of Low Co Steel

(When Measured from _{HighTemperature}

Down) マ←仁一jq脚雲煙S丹苧G沌望望盈 ∩‖=U こ｣-｢ 炊け町側凝 _{劫h㌫バ■_し子ぎ}

叶㌔占蒜示tこよる離

が Jの ノ伽 川 第6図 菌 ､､･--･､

J>＼

∴ ､ 日吉 雛 巨キ 闇 (外) ､ C一高Cr鋼び )時効時間と飽和磁気の強 さの変化び〕関係

Fig.6.Relation between Aging Time and

Intensity _of Saturated Magnetism of High

C-High Cr Steel 焼人後常温に放置する時鼎 はミ長いほごSub-ZerO処雌 を行った場合のⅠ00の変化量が少くなる｡これは周知の ごとく常温に放置する時間が良ければTRJIStabiliza･ tionが起るためである｡ 焼人後たゞちに1000Cにて各時間Agingを行うと 温放置のものに比較してSub-ZerO処理後のⅠ00の変化 量が しく少くなる｡すなわちAgingによって rRの Stabilizationが促進され,わずか5分間のAgingを行 うと Sub-ZerO処叩によるⅠ山の変化量が常温放置時澗 30時間の場合と同程度になる｡また1000CにてAging を行うとTRが多少分明しAging時間が長いほと∵Lが 増加する｡ (3)実験結果の考轟 磁気持性が温度によって変化することは周知のことで あるが,磁石鋼についての実験例障きわめて少ない｡計 器ではこの温 によるTotalFIuxの変化を調整するた めに整磁合金なごが使用されている｡実際に使用する磁 石の場合は当然その形状によってTotalFluxの変化量 が只るわけで,それを測定するこ㍑ごく精密な装荷の必 要がある｡ 温度による磁気持性の変化を求める場合にはその履歴 畔二rRのStabilizationが関越になるが,焼人後Aging も行わず 用されることほ考えられないので,実際上 は低温に冷却されることによるγ月の変化はほとんど考 える必要がなく,7■Rの関与･しないillなる温度係数のプん を考慮すればよい｡ つぎにAgingが7･RのStabilizationを促進する結果 は注目の必要がある｡従 焼人後のAgingの効果ほ割 防止のほか磁気的な効果はあまり明確にされていない｡ 春夫験によってAgingはγRのStabilizationを促進 し,その時問が長いほど著しいことが判明した｡これと 頴似の実験は岡本民らの常温にて冷却を中断し,10CC, 100UCおよび2000Cで 効させた場合のStabilization と時効時間の関係について求めた結果(1)がある｡たゞし 試料の成分はC含有量1.1%,Cr含有量1･6%で1,0000 Cより油焼入を行ったものである｡岡本氏らの実験によ れば冷却中断温度より変態再開点Ms′点までの温度のず れOOCを以てStabilizationを表してあり,1000C時効 の場合は約1時間にて最大でそれ以上時間が長くなると かえってγRが不安定になると述べている｡ Stabilizationがいかなる機構によるかは種々の説(2) がありいまだ明確でなく,したが一_)て磁気的Agingと の関係を考察することは国雄であるが,γ只の不安定な ことは当然磁気的にも有害と考えられるので,岡本らの 呆 上口 ′∨示小 験 尖 _{よりするならばAging時間はあまり長いとか} えって不利なことが予想される｡しかし本実験の結果は Aging11引聞の長いほどStabilizationを増す｡したがつ てAging時間は現在行っている約20時間でよいものと 思考する｡

〔ⅠⅤ〕結

盲 高C一高Cr磁石鋼および低Co磁石鋼の温度による 敵性の変化を求め,あわせてAgingの7･RのStabiliza-tionにおよばす影響を求めた｡その結果を要約するとつ ぎJ)ごとくである｡ (1)焼人後1000Cに加熱するとγ,tのStabilization が促進され,その保持時間の長いほど増大する｡ (2)rR _{U )Stabilizationの少いものを低渦に冷却す}

382 _{昭和31年2月 日 立}

_評

_論

_{第38巻 第2号} ると7′βの分解によって急激なBrしつ増大とHcの減 少が生ずる｡ (3)Stabilizationしり大きいものは _{rRの分解はなL(} 単なる温度による磁性の変化が現われる｡しかして温 室が高くなるとBr,Hc土もに低下し,湿度が低くな る三Br,Hcが増す｡ 最後二実験こ従事した 岡本,/ト高: 岡本,/ト高: 見所員の労を謝す｡ 参 考 文 献 日本金属学会諌1`81(昭27.2) 電気製鋼 _{23189(昭㌘.9)} 日

_{立製作所社島社外薔稿一覧(昭和30年10月受付分)}

日 本 化 学 会 日 本 化 学 会 ア ブ ネ 出 版 社 学 術 月 報 電気協同研究会 火力発電技術協会 日 _本 化 _学 日本博物館協 日 本金 属 芋 日 本金 属 苧 特殊鋼 倶 楽 日 _{本熔 接 協} 電 気 学 全 会 全 会 部 会 会 家庭宕気丈化会 寛空 機 器 協 運 輸 r - J､ 日 _本熔 接 学 日 本機 械 学 会 省 社 会 会 火力発電技術協会 日刊工業新聞社 衛生 工 冷 iごエ ･.三幸: 凍 協 実 機 械 協 日 本 機 _{械 学} 貢 窄 機 器 _協 志 気 通 信 学 日 _{本機 ■賊軍} 席上生工 _{業 便} 全 会 全 会 会 会 熱天秤ニュ _{る高分･子物質の研究(第8報)} 熱天秤に よ _{る高分子物質乙′1)研究(第9報)} 蒸 気 ク ー ヒ ン し′7〕 ジュネープ会議こ報肯された各国し丁〕原子炉こ 単 掃 引 _‥型 ブ ラ ウ ン 管 す 軸 受 二/ついて ロ ケ ラ フ 大容量 ダ ー ビ ン ニ 関 す る 設計 し｢要点 高分子物質の高濃度溶液粘度の研究(第7報) 新 Creer Creer 日 立 of OFHC of OFHC て テ ン い 螢 (Partl) (Part2) ン ス 製 才 光 来r ソ _車 鉄道車輌における低Mn系高抗張力銅〔り使軋ン1い-こ ケ ー ブ ル 材料の 電 鋼 ･ ∃二1 ｢t土 の 冬 の 嬢 子 索 鉄 誘電 率 房 器 顕 道 目 フ= く■ 関す _る一考 察 一〕 却 工 具 し7) 日 常 保 守 車 鏡 繭 故 障 三相周波数低減式点熔接機:二よるAe合金rl点熔接 こづいて 実験同原子炉の設計上くこウオーク㌧一式イラニづ1･.､て 鍛 銅 品 _し1〕 倣 い バ _{イ く} 日 立 _製 作 所 茂 日 立 製 作 所 茂 最 近 こTl 蒸 睨 湿 送 日 立 _質 風 非 破 壊 検 査 ∴) 新 原 工 原 工 気 メ 量 ｣ い J芯 開 場 冷 房 場 冷 房 - ヒ 分 装 置 装 置 ン 計 ッ ク 出銭道草輸し1)熔接部し･1)Ⅹ緑検査成滴㌢二→い マ東 日立研究所 日立研究所 日 立 工 _場 中央研究所 日 立 工 _場 日 立 工 _場 日立研究所 日立螢光ランプ 中央研究所 中央研究所 本 社 笠 _戸 工 _場 日立電線工場 本 社 中央研究所 笠 戸 工 _場 日 立 工 _機 笠 _戸 工 _場 日 立 工 _場 日 立 工 場 川 _崎 工 場 日 立 工 _事 日 立 工 事 日 立 工 _場 日 立 工 _場 中央研究所 戸 塚 工 _場 笠 _戸 工 _場 中央研究:所 本 _社 鶴 田 津久井 井 上 鶴 田 津久井 井 上 久保田 神 原 笈 川 締 森 中牟田 日野西 大 原 大 原 中 _山 /ト 林 依 田 福 室 森 戸 大 _橋 阿 部 石 丸 校 本 乎 _LU 長 芋佐美 大 沢 大 _沢 粂 野 池 田 岡 _本 三 木 波多野 四瞳比 四隠比 豊 郎郎呂郎郎呂 俊 碓 カ ぎ台 義 輝 秀 晴 秀 暗 栄二郎 年 末 文 吉 捗 己 望 剛 武 _道 武 吉 八 _郎 武 司 宏 宏 幸潤 滋 正 一､ 秀利雅豊和 木田村原 々 佐同校神墳