(57)【要約】  機械的に応力が加えられる部品に用いられる銅合金、またはその製造に関する。前記銅合金は、操作中の振動および／または衝撃が相殺され、特に優れた機械的減衰を有する。前記銅合金の組成は、部品の使用または作業温度に依存する。前記銅合金は、２〜１２ｗｔ％のＭｎ、５〜１４ｗｔ％のＡｌ、および、夫々または全体的に、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ｂｅ、Ｌｉ、Ｙ、Ｃｅ、Ｓｃ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｐ、Ｚｒ、Ｂ、Ｎ、Ｃの元素の１種またはそれ以上を０〜１８ｗｔ％であるが、各元素は６％を越えない量、および１００ｗｔ％までの銅を含有する。前記合金は、その溶融中における合金成分の重量割合の変更によって、マルテンサイト−オーステナイト転移温度または結びつく間隔ＭS〜ＭFおよび／またはＡSＡFを、部品の所定の使用または作業温度に適応させることによって得られる。減衰は７０％を越えることができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械的に応力が加えられる部品用に特に改善された機械的減衰を有する銅合金を製造するプロセスであって、前記合金の成分として
２〜１２重量％のマンガン、
５〜１４重量％のアルミニウム、および
夫々または全体的に、
ニッケル、鉄、コバルト、亜鉛、珪素、バナジウム、ニオブ、モリブデン、クロム、タングステン、ベリリウム、リチウム、イットリウム、セリウム、スカンジウム、カルシウム、チタニウム、リン、ジルコニウム、ホウ素、窒素、炭素の元素の１種またはそれ以上を０〜１８重量％であるが、各元素は６％を越えない量で、および
１００重量％までの銅を含有し、前記プロセスは
ａ）前記合金用の組成を選択して、前記成分を常法により適切な温度で溶融する工程、
ｂ）この溶融の間、マルテンサイトおよびオーステナイト転移温度ＭS、ＭF、ＡSおよびＡFの少なくとも１つを、溶融物から得られたサンプルに決定する工程、
ｃ）前記成分の所定の用途または作業温度に基づいて、前記合金の少なくとも１つの成分の目的とされた添加により、これらの転移温度を上昇または低下させ、用途または作業温度に適合させる工程、
ｄ）新たな転移温度、および適切ならば温度範囲を、さらなるサンプルで確かめる工程、および
ｅ）前記合金を所望の鋳型内で鋳造する工程
を具備することを特徴とするプロセス。
【請求項２】
前記工程ｃ）およびｄ）は、必要なたびに繰り返されることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記転移温度の補正は、銅またはアルミニウムの添加による溶融の間に行なわれることを特徴とする請求項１または２に記載のプロセス。
【請求項４】
前記転移温度は、相転移のマルテンサイトまたはオーステナイト範囲の中間における温度が、所定の用途または作業温度に非常に近接するように設定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項５】
鋳造または鍛造および適切ならばフォーミングによって最初に得られた成型部品の形状の前記合金は、６５０℃〜９５０℃の温度での熱処理に供され、次いで、液体または気相媒体、特に空気、液体窒素、水、ソルトバスまたはオイル中で冷却または急冷されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項６】
前記急冷媒体の温度は、前記合金のＭS温度より高いことを特徴とする請求項５に記載のプロセス。
【請求項７】
鋳造または鍛造および適切ならばフォーミングにより最初に得られた成型部品の形状の前記合金は、１００〜３００℃の温度で約５〜１２０分間、熱処理／エイジングされることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項８】
前記合金は、オーステナイト状態とマルテンサイト状態との間および後ろに１以上の熱サイクルに供されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項９】
鋳造または鍛造および適切ならばフォーミングによる合金から得られた成型部品の外側層の熱処理は、前記外側域のレーザー再溶融により行なわれることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記転移温度の迅速な検知用のサンプルは、内部が準大気圧の溶融シリカチューブにより得られることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記転移温度は、熱量測定、膨張計測、電気伝導度の測定、光学顕微鏡、またはアコースティックエミッションの測定によって、前記サンプルに決定されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記減衰挙動は、粒子サイズの目的とされた交替によって付加的に引き起こされることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のプロセス。
【請求項１３】
機械的に応力が加えられる部品用に特に改善された機械的減衰を有する銅合金であって、構成成分として、
４重量％を越え１２重量％までのマンガン、
１０重量％を越え１４重量％までのアルミニウム、
０．０１〜０．８重量％のクロム、および
夫々または全体的に、
ニッケル、鉄、コバルト、亜鉛、珪素、バナジウム、ニオブ、モリブデン、クロム、タングステン、ベリリウム、リチウム、イットリウム、セリウム、スカンジウム、カルシウム、チタニウム、リン、ジルコニウム、ホウ素、窒素、炭素の元素の１種またはそれ以上を０〜１８重量％であるが、各元素は６％を越えない量で、および
１００重量％までの銅
を含有することを特徴とする銅合金。
【請求項１４】
前記合金は、１〜４重量％のニッケルを含有することを特徴とする請求項１に記載の銅合金。
【請求項１５】
前記合金は、１１．６〜１２重量％、好ましくは約１１．８重量％のアルミニウムを含有することを特徴とする請求項１３または１４に記載の銅合金。
【請求項１６】
前記合金は、８〜１０重量％のマンガンを含有することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の銅合金。
【請求項１７】
前記合金は、２〜４重量％の鉄および／または０．００１〜０．０５重量％のホウ素を含有することを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の銅合金。
【請求項１８】
前記合金は、０．０１〜１重量％のコバルトを含有することを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の銅合金。
【請求項１９】
前記合金は、０．０１〜０．３重量％の希土類を含有することを特徴とする請求項１３乃至１８のいずれか１項に記載の銅合金。
【請求項２０】
前記合金は、２〜６重量％の亜鉛を含有することを特徴とする請求項１３乃至１９のいずれか１項に記載の銅合金。
【請求項２１】
振動の低減のためおよびノイズ減衰のための、機械的に応力が加えられる部品への請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のプロセスにより得られた銅合金の使用。
【請求項２２】
船舶のプロペラ、機械のハウジング、特に、ポンプのハウジング、発電機のハウジング、振動機械、沈殿装置、電子器機、その操作または製造中に振動および／または衝撃に曝される用具、特に、押し抜き具、ダイス型、マシンハンマー、旋盤用具、およびフライス削り用具のための請求項２１に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、振動、衝突または衝撃によって機械的に応力が加えられる部品のために特に適切であり、部品の意図された使用に適合した合金特性、特に特別に改善されたまたは最適に設定された機械的減衰を有する銅合金を製造するためのプロセスに関する。さらに本発明は、特定の組成を有する合金、および前述のプロセスにより得られた合金の起こり得る使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
高い減衰能を有する金属材料または合金は、原理上は知られており、ＨＩＤＡＭＥＴｓ  （ＨＩｇｈ  ＤＡｍｐｉｎｇ  ＭＥＴａｌｓ）と称される。
【０００３】
高い機械的減衰は、例えば振動の低減のためおよびノイズ減衰のために望ましい。それゆえ、そのような合金は、船舶のプロペラおよびポンプのハウジングを製造するため、振動機械における用途のため、および、種々の沈殿装置および電子器機における振動により引き起こされる機能不全を避けるために、特に適切である。さらに、合金は、高い摩損抵抗を有するのみならず、操作中に振動および／または衝撃に供される種々の用具、例えば、板金の形状における押し抜き具またはダイス型における使用のため、あるいは旋盤およびフライス削り機械のためにおける使用に適切である。
【０００４】
ノイズを減衰するため、および振動の吸収のために使用され得る多くのＨＩＤＡＭＥＴが知られている。しかしながら、これらの材料のほとんど、特にマグネシウムおよびマグネシウム合金の使用の分野は、その不満足な機械的および腐食特性により厳しく制限される。
【０００５】
マルテンサイト相転移を示すＨＩＤＡＭＥＴは、良好な減衰特性を達成するために、従来技術において特に重要である。マルテンサイト相転移を示す合金は、高温時での固体中における原子配列が低温時とは異なる。高温相は“オーステナイト”と称され、低温相は“マルテンサイト”と称される。マルテンサイトへのオーステナイトの転移は、オーステナイト状態から材料を冷却する際に生じ、マルテンサイト開始温度ＭSで始まる。マルテンサイト転移は、マルテンサイト終了温度ＭFに達すると完結する。オーステナイトへのマルテンサイトの転移は、マルテンサイト状態から材料を加熱した際に生じ、オーステナイト開始温度ＡSで開始して、オーステナイト終了温度ＡFに達すると終了する。一般に、オーステナイト範囲（Ｔ＞ＡF）より欠陥密度が非常に大きいことから、マルテンサイト範囲（Ｔ＜ＭF）における減衰が高い。
【０００６】
上述したタイプのよく知られた合金は、Ｎｉ−Ｔｉ合金（“Ｎｉｔｉｎｏｌ”），Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金（“Ｐｒｏｔｅｕｓ”）、およびＭｎ−Ｃｕ合金（“Ｓｏｎｏｓｔｏｎ”）である。しかしながら、これら３つのタイプの合金は欠点を有し、それは、起こり得る使用を実質的に制限する。Ｎｉ−Ｔｉ合金は、減圧下、複雑な方式で製造しなければならず、また、関与している合金元素のために非常に高価である。Ｎｉｔｉｎｏｌと比較して、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金は非常に安価である。限られた腐食耐性、および脆い砕け方を示す傾向は、これらの合金の重大な欠点である。さらに、それらは、オーステナイト状態およびマルテンサイト状態の両方において、エイジングに対して顕著な傾向を示す。広く用いられているＭｎ−Ｃｕ合金は、船舶のプロペラを製造するために特別に開発された。約１３０℃の比較的広い固体化範囲に起因して、これらの合金は、熱間割れの形成に対して強い傾向を示す。さらに、ここではエイジング効果も生じるので、室温で約１００時間貯蔵後に減衰効果は著しく減少する。
【０００７】
特許公報ＵＳ３８６８２７９には、高減衰Ｃｕ−Ｍｎ−Ａｌ合金、および熱処理によってその減衰特性の改善を行ない得る方法が記載されている。これらの三元合金は、３２−４２重量％のＭｎ、２−４％重量％のＡｌ、および残部のＣｕを含有し、Ｍｎ含有量は好ましくは４０％であり、Ａｌ含有量は、好ましくは２−３％である。これらの合金は冷間圧延され、６４９〜７６０℃の範囲の温度での熱処理に供され、水中で急冷した後、２０４〜４８２℃で１．５〜２４時間エイジングされ、空気中で冷却される。以前の公知のホイスッラー合金と比較して、低減された脆さを伴なった減衰特性における著しい改善が記載されている。
【０００８】
上述のＨＩＤＡＭＥＴに変わって工業的に興味深いのは、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ形状記憶合金である。これらの材料もまた、熱可塑性のマルテンサイト転移を示す。ＵＳ４１４６３９２には、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ形状記憶合金が記載されており、これは、主成分としての銅と、合金成分としての４．６〜１３重量％のマンガンおよび８．６〜１２．８重量％のアルミニウムを含有し、エイジングに対して優れた耐性を示す。これらは、オーステナイト−マルテンサイト転移が０℃以下で起こる合金であり、例えば、パイプ連結要素のような形状記憶効果が促進される。
【０００９】
ＤＥ２０５５７５５には、銅ベース合金からなる製品を製造するためのプロセスが記載されており、その合金は、温度が変化した際に形状を変えることができる。この目的のために提案された合金は、銅およびアルミニウムを含有し、例えば、亜鉛、珪素、マンガン、および鉄からなる群から選択される付加的な元素も同時に含まれる。
【００１０】
機械的特性および達成され得るマルテンサイト転移温度の組み合わせの十分な利益にも拘わらず、ノイズおよび振動の減衰材料としてのＣｕ−Ａｌ−Ｍｎ形状記憶合金の使用は、これまで考慮されてこなかった。これは、機械的減衰特性が、これまでは目的の方式に適合させることができず、しばしばバッチ間においても大きく変動するためである。
【発明の開示】
【００１１】
それゆえ、本発明の目的は、予定された用途に重要な温度範囲内において信頼できるものとして設定され得る高い減衰能を有し、強度および腐食耐性に優れたＨＩＤＡＭＥＴ、およびそれを製造する方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の目的は、特に機械的に応力が与えられる部品のために、特別に改善された機械的減衰を有する銅合金を製造するためのプロセスによって達成され、そのプロセスは、以下の工程を含むことを特徴とする：
ａ）前記合金用の組成を選択して、成分を常法により適切な温度で溶融する工程、
ｂ）この溶融の間、マルテンサイトおよびオーステナイト転移温度ＭS，ＭF，ＡSおよびＡFの少なくとも１つを、溶融物からのサンプルに決定する工程、
ｃ）前記成分の所定の用途または作業温度に基づいて、前記合金の少なくとも１つの成分の目的とされた添加により、これらの転移温度を上昇または低下させ、用途または作業温度に適合させる工程、
ｄ）新たな転移温度、および適切ならば温度範囲を、さらなるサンプルで確かめる工程、および
ｅ）前記合金を所望の鋳型内で鋳造する工程。
【００１３】
転移温度の所望または温度範囲の所望の調和が達成されるまで、工程ｃ）およびｄ）は、必要なたびに繰り返すことができる。
【００１４】
合金の組成は、構成成分の中から選択される：
２〜１２重量％のマンガン、
５〜１４重量％のアルミニウム、および
夫々または全体的に、
ニッケル、鉄、コバルト、亜鉛、珪素、バナジウム、ニオブ、モリブデン、クロム、タングステン、ベリリウム、リチウム、イットリウム、セリウム、スカンジウム、カルシウム、チタンム、リン、ジルコニウム、ホウ素、窒素、炭素の元素の１種またはそれ以上を０〜１８重量％であるが、各元素は６％を越えない量で、および
１００重量％までの銅である。
【００１５】
本発明のプロセスにより得られる合金は、従来の溶融および鋳造プロセスにより製造されるものとは異なる。前記合金は、鋳造合金としてのみならず、鍛造合金としても用いることができる。前記合金は、冷間または熱間で成型することができる。ここに述べられる合金は、高い機械的減衰能が重要な全ての使用、例えば、機械的に応力が与えられる部品、振動、衝撃または衝突に曝される用具またはハウジングの適用のために、特に有利である。
【００１６】
前記合金は、相当に高いアルミニウム含有量および著しく低いマンガン含有量の点で、Ｓｏｎｏｓｔｏｎとは異なる。高いアルミニウム含有量は、本発明にかかる材料の強度を改善し、同時に磨耗、エロージョン、およびキャビテーションに対する耐性を高める。低減されたマンガン濃度は、合金の鋳造特性に正の効果を有する。これは、固体化範囲を減少させるからである。こうして、数トンの重量のものでさえも質の問題なしに、密で酸化物を含まず、熱間割れのない鋳造品を製造することが可能である。
【００１７】
所望の使用に適切な特性を得るために、合金の成分の割合は、例えばより詳細に以下で説明するように、通常は変更される。組成が変わった際にしばしば大きく変化する機械的減衰能は、合金の個々の成分の含有量の目的とされる微調整によって最適化することができること、および、従来技術での異なる慣例のように、より容易に再現性のある減衰特性のためにマルテンサイト範囲のみが好ましいとされていた場合より、高い値に設定されることが見出された。
【００１８】
機械的減衰の目的とされる改善のために、マルテンサイト−オーステナイト転移温度、または結びつく範囲ＭS〜ＭFおよび／またはＡS〜ＡFは、“部品”における合金の意図される使用中に起こり得る所定の用途または作業温度に適合される。高い内部摩擦もまた、結果として固定される。“部品”という用語は、全ての考えられる用途の可能性に及ぶことが意図され、個々のパーツおよびより複雑な多くのパーツの部品、ハウジング、機械などを含む。使用温度および作業温度の両方は平均温度とすることができ、すなわち、作業範囲または使用範囲の平均である。妥当な場合には、両方の転移温度の範囲、すなわち、マルテンサイト範囲およびオーステナイト範囲は、１つの比較的大きな作業温度範囲、または２つの異なる作業温度範囲に合わせるために用いることができる。調和は、合金の溶融中に合金の上述した成分の重量割合を変更することによって、達成することができる。
【００１９】
かかるプロセスにより得られた合金の特性は、ニッケル、鉄、コバルト、亜鉛、珪素、バナジウム、ニオブ、モリブデン、クロム、タングステン、ベリリウム、リチウム、イットリウム、セリウム、スカンジウム、カルシウム、チタニウム、リン、ジルコニウム、ホウ素、窒素、炭素の元素によって、それぞれ意図された用途に特別に合わせることができる。例えば、ニッケルまたは珪素の添加は、腐食耐性および強度特性を高める。鉄、バナジウム、ニオブ、モリブデン、クロム、タングステン、イットリウム、セリウム、スカンジウム、カルシウム、チタニウム、ジルコニウム、ホウ素の元素は、最高級の構造（fine-grade structure）を達成するために重要なものである。窒素および炭素は、遷移元素と協同して、本発明により得られる合金の機械的特性を改善する。オーステナイト状態およびマルテンサイト状態の両方における合金のエイジング耐性は、コバルトの添加によって高められる。ベリリウムおよびリンは、溶融物を酸化から保護する。さらに、合金元素の種々の組み合わせは、特定の適用に要求されるプロファイルに最適に適合するために、本発明の合金の転移温度に多かれ少なかれ影響を及ぼす。
【００２０】
それゆえ、合金は、１〜４重量％のニッケルを含有することが好ましい。合金の好ましい態様は、１１．６〜１２重量％、好ましくは約１１．８重量％のアルミニウムを含有する。さらに、マンガン含有量は、合金中で８〜１０重量％の範囲内であることが好ましい。合金は、０．０１〜１重量％のコバルトを好ましく含有することもできる。
【００２１】
鋳造合金の微細構造は、比較的大きなキャスト粒子を有し、最適な機械的特性を達成するために、この粒子は細かくすることが好ましい。０．００１〜０．０５重量％の範囲のホウ素の添加および／または０．０１〜０．８重量％の範囲のクロムの添加および／または２〜４重量％の鉄の添加は、この目的のために特に効果的である。さらに、粒子の微細化は、０．３重量％までの量の希土類の添加によって行なうこともできる。
【００２２】
また、合金は２〜６％の亜鉛を含有することができる。
【００２３】
前記合金は、好ましくは０℃を越えるＭSを有するが、本発明はこれに制限されない。
【００２４】
本発明は、特性の最適な設定のために減衰特性に十分な改善を与え、これと同時に他の所望の特性を維持することが、本発明により初めて可能となった。本発明のプロセスは、材料における転移温度をそれぞれの使用条件に合わせることができるので、意図される使用温度における本発明の合金の比減衰能は、８０％以上に高められる。
【００２５】
また本発明は、特別な組成を有する銅合金を含み、合金の成分として以下を含む。
【００２６】
４重量％を越えるマンガン、
１０重量％を越えるアルミニウム、
０．０１〜０．８重量％のクロム、および,
夫々または全体で、
ニッケル、鉄、コバルト、亜鉛、珪素、バナジウム、ニオブ、モリブデン、クロム、タングステン、ベリリウム、リチウム、イットリウム、セリウム、スカンジウム、カルシウム、チタニウム、リン、ジルコニウム、ホウ素、窒素、炭素の元素の１種またはそれ以上を０〜１８重量％であるが、各元素は６％を越えない量で、および
１００重量％までの銅。
【００２７】
機械的に応力を加えられる部品用の新規な合金は、上述したようにさらなる仕様を付加的に有することができ、上述したようにマルテンサイト−オーステナイト転移温度または結びついた範囲ＭS〜ＭFおよび／またはＡS〜ＡFを、部品の所定の使用または作業温度に合わせることによって、同様に得ることができる。
【００２８】
マルテンサイト相転移を示す現存のＨＩＤＡＭＥＴの場合には、材料がオーステナイト状態から冷却されてＭS温度に近接した際、および材料がマルテンサイト状態からＡS温度の領域まで加熱された際に、最大減衰が生じることが従来技術において述べられている。材料の転移温度は現存のプロセスを用いて再現することは困難であるので、これらの減衰の最大値は、産業においては役立たない。合金元素の酸化または燃焼により引き起こされる化学的組成における外見上の小さな変化は、転移温度における変化をもたらし、それは１００℃を越える。このため、これまでは、仕込みの非常に正確な処方、および万全の注意を払った溶融が行なわれたところで、ＭSまたはＡS温度の再現性を±１０℃以内に設定することは困難であった。それゆえ、減衰最大値の達成は、より小さいが、従来のＨＩＤＡＭＥＴの製造において、純粋なマルテンサイト状態のより再現可能な減衰値を支持して、慎重に適用が免除される。
【００２９】
この欠点は、本発明によって克服される。
【００３０】
本発明者により行なわれた実験は、銅の添加が転移温度を高めることを示す。他の合金元素の添加は、転移温度を低下させる。マルテンサイト転移温度に及ぼす特に強い影響は、アルミニウムおよびマンガンの添加によって達成することができる。それゆえ、好ましい態様において、転移温度の補正は、溶融中における銅またはアルミニウムの添加により達成される。マンガンの高い融点および酸素への高い親和性に起因して、転移温度を低下させるためには、マンガンの添加よりアルミニウムの添加が好ましい。
【００３１】
本発明の合金の場合、比減衰能についての最大値は、オーステナイト状態からＭS〜ＭFの範囲内の温度に合金が冷却された場合、および、マルテンサイト状態からＡS〜ＡFの範囲内の温度に合金が加熱された場合に生じる。
【００３２】
それゆえ、相転移のマルテンサイトまたはオーステナイト範囲の中間における温度は、本発明の合金からなる部品の使用温度に極力近接するべきである。その結果、本発明は、特定の所定の使用または作業温度または温度範囲のための合金を製造することを可能とし、それらは特定の用途および部品に特に適切である。
【００３３】
転移温度の正確な設定は、溶融プロセス中に得られたサンプルを用いて行なわれ、液体合金のための転移温度の高速モニタリングを可能とする。高速モニタリング用のサンプルとして、キャストワイヤーを用いることが好ましく、それは、内部が準大気の溶融シリカチューブの溶融物から引き抜かれる。転移温度は、意図される使用に応じて、相転移を検知するための既知の実験的な方法により、鋳造状態または熱処理後のいずれかにおいてサンプルに決定することができる。
【００３４】
サンプルの転移温度は、好ましくは、熱量測定、膨張計測、電気伝導度の測定、光学顕微鏡、またはアコースティックエミッションの測定によって決定される。
【００３５】
示されたサンプルの実験の結果に基づいて、溶融物の化学的組成の直接補正は、好ましくは上述したような銅またはアルミニウムによって行なわれる。こうして、本発明のプロセスは、材料における転移温度を設定することが可能であるので、合金は、所望の使用温度において最大の起こり得る減衰能を達成する。それぞれの使用条件への材料の効果的な適合は、それゆえ基本的に保証される。
【００３６】
マルテンサイト転移は、外部から与えられる応力によって、画定された温度範囲内で引き起こすことができる。この場合、材料中の転移温度は、応力とともに直線的に増加する。転移温度におけるこの増加は、そこで機械的応力が予測される場合には、本発明の合金からの部品の製造において考慮されなければならない。
【００３７】
上述した影響を及ぼす要因に加えて、減衰最大値もまた、合金の微細構造にかなりの程度まで影響され、より大きな粒子はより優れた減衰特性を引き起こす。合金の粒子サイズは、適切な合金化手段により設定されるので、減衰能と機械的特性との間の最適な歩み寄りが、それぞれ特定の適用について達成される。
【００３８】
減衰特性における改善は、熱処理によって達成できることが見出された。６５０℃から９５０℃までの温度での加熱に引き続いて、液体または気相媒体、例えば、空気、液体窒素、水、ソルトバス、またはオイル中で冷却または急冷することが、特に効果的であることが見出された。 急冷媒体の温度は、材料の転移温度における制御不能な変化を避けるために、ＭS温度より高いことが好ましい。転移温度のエイジングの感度は、本発明によれば、１５０℃から２５０℃までの温度での急冷された合金の付加的な熱処理によって低下させることができる。そのような熱処理の継続時間は、５〜１２０分が有利である。
【００３９】
熱処理および急冷に供することのできない本発明の合金からなる大きな中実の鋳造品の場合、本発明の他の態様によれば、マルテンサイトの微細構造はレーザー再溶融によって外側層に製造することができる。ここで、外側層は減衰の役割を引き受け、費用のかかる熱処理に部品全体を供する必要はない。そのような鋳造品の製造において、合金の転移温度は、高速モニタリングにより溶融の間に設定されるので、レーザー再溶融の間の冷却条件を考慮に入れて、外側層の転移温度は部品の使用温度に一致する。
【００４０】
本発明のプロセスにより得られる合金は、機械的に応力が加えられた成分についての振動の低減のためおよびノイズ減衰のために、特に有利に用いることができ、具体的には、船舶のプロペラ、機械のハウジング、特に、ポンプのハウジング、発電機のハウジング、振動機械、沈殿装置、電子器機、その操作または製造中に振動および／または衝撃に曝される用具、特に、押し抜き具、ダイス型、マシンハンマー用、旋盤用具、およびフライス削り用具である。
【００４１】
以下に、例を示して本発明を説明する。
【００４２】
例
ノイズ減衰コンプレッサーハウジングまたは種々の水圧部品を、約１２０℃の温度において最大減衰特性を示す合金を用いて製造することができる。
【００４３】
この目的のために、以下の合金を空気中、誘導炉内で製造した。
【００４４】
基本組成
８４重量％の銅
１２重量％のアルミニウム
４重量％のマンガン
高速サンプリング：
転移温度の高速モニタリングのために、以下の方法が開発された：１０〜１５０ｍｍ（好ましくは１５〜１００ｍｍ）の長さ、および０．２〜７ｍｍ2、好ましくは０．７〜３．２ｍｍ2の断面積を有するキャストワイヤーを、サンプルとして用いる。これは、その中が準大気圧の溶融シリカチューブによる溶融物から引き抜かれた。既知の検知方法は、直接および非常に迅速にこのサンプルに適用することができる。ここで用いられる好ましい方法においても、アコースティックエミッションが温度プロファイルにわたってモニターされた。
【００４５】
基本組成を有する溶融物について、転移温度の高速モニタリングのための第一のサンプルは、ＡF＝１００℃；ＡS＝５２℃；ＭS＝６８℃、およびＭF＝１５℃を与えた。
【００４６】
この溶融物の転移温度は、銅の添加によって、より高い値に補正された。.次いで得られたサンプルについての値は、ＡF＝１４５℃，ＡS＝７４℃；ＭS＝１０２℃、およびＭF＝４３℃と決定された。これらの転移温度は、１２０℃における最大減衰値を達成するためによく適合する。溶融物は、３００℃に予備加熱されたインゴットモールド内で鋳造された。減衰測定のための試料は、得られた鋳造品から切断された。減衰挙動は、比減衰能により特徴付けられる。内部摩擦は、一定の加熱速度および冷却速度（１Ｋ／ｓ）をもって、０．１Ｈｚの曲げ振動数において測定された。ＴＡインスツルメントからの２９８０  ＤＴＭＡ  Ｖ１．７Ｂ計器が、この目的のために用いられた。内部摩擦は、機械的応力と歪みとの間の位相として測定された。減衰挙動は、下記式で与えられる比減衰能によって特徴付けられる。
【００４７】
比減衰能＝２π  ｔａｎφ
こうして得られた合金の減衰挙動を、図１に示す。
【００４８】
図１は、上述の例についての記録された曲線を示す。比減衰能（％）が温度（℃）に対してプロットされている。温度は、ゼロ未満から２００℃まで上昇し、加熱および冷却サイクルにおいて再び戻される。示されるように、例示された合金については、マルテンサイト範囲よりオーステナイト範囲において著しく高い減衰が達成されるので、それゆえ、従来技術においてしばしば適用されたマルテンサイト構造への制限は、合金特性の観点で著しい不都合に通じるはずである。
【００４９】
例示された合金は、１２０℃においてその最大減衰特性が得られ、その目的の達成に成功した。達成され得る減衰は、７０％を越える。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】１回の加熱および冷却サイクルについて記録された例からの合金の比減衰能の発生。
【図１】
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【国際調査報告】
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