(57)【要約】【課題】  機械的強度、延性、腐食耐性を有する低ニッケル含量の銅−ニッケル合金を得る。【解決手段】  金属合金は、銅、ニッケル、マグネシウムおよび鉄から主に形成される。主要な構成要素は銅およびニッケルである。マグネシウムおよび鉄の含量が、従来技術の通常の合金に比べてかなり増加される。この新規な合金は以下の比率（質量％によるか、および／または重量％による）の以下の構成要素：銅（４０％〜６１％）、ニッケル（３５％〜４５％）、マンガン（３．９％〜１０％）、鉄（０．１％〜５％）；および炭素、シリコン、アルミニウム、マグネシウム、チタン、クロム、希土類、モリブデンおよび／またはイットリウム（最高、総量の２％）を有し、それぞれの成分の和を合計して１００質量％または１００重量％とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の比率（質量％によるか、および／または重量％による）の以下の構成要素：
銅            ４０％〜６１％
ニッケル      ３５％〜４５％
マンガン      ３．９％〜１０％
鉄            ０．１％〜５％
他の材料      最高、総量の２％
から本質的になり、選択した成分の和を合計して１００質量％または１００重量％とする、銅−ニッケル金属合金。
【請求項２】
以下の比率（質量％によるか、および／または重量％による）：
銅            ４６％〜５９％
ニッケル      ３７％〜４２％
マンガン      ３．８％〜７％
鉄            ０．２％〜５％
他の材料      最高、総量の２％
を有し、選択した成分の和を合計して１００質量％または１００重量％とする請求項１に記載の金属合金。  
【請求項３】
以下の比率（質量％によるか、および／または重量％による）の銅、ニッケル、マンガン、鉄および他の材料：
銅            ５５．０３％
ニッケル      ３９．６６％
マンガン      ４．６４％
鉄            ０．４６％
他の材料      ０．２１％
からなる請求項１に記載の金属合金。
【請求項４】
上記の他の材料が以下の比率（質量％によるか、および／または重量％による）；
炭素          ０．０５％
シリコン      ０．０６％  
アルミニウム  ０．０２％    
マンガン      ０．０３％
チタン        ０．０１％
クロム        ０．０２％
さらなる材料  ０．０２％
で存在する請求項３に記載の金属合金。
【請求項５】
上記のさらなる材料が希土類、モリブデンおよびイットリウムからなる群から選択される、請求項４に記載の金属合金。
【請求項６】
以下の比率（質量％によるか、および／または重量％による）：
銅            ５２．８７％
ニッケル      ３９．１６％
マンガン      ３．９８％
鉄            ３．７５％
他の材料      ０．２４％。
の銅、ニッケル、マンガン、鉄および他の材料からなる請求項１に記載の金属合金。
【請求項７】
上記の他の材料が以下の比率（全合金の質量％によるか、および／または重量％による）；
炭素          ０．０５％
シリコン      ０．０９％
アルミニウム  ０．０３％
マンガン      ０．０３％
チタン        ０．０１％
クロム        ０．０２％
さらなる材料  ０．０２％
で存在する請求項６に記載の金属合金。
【請求項８】
上記のさらなる材料が希土類、モリブデンおよびイットリウムからなる群から選択される、請求項７に記載の金属合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９の下、２００７年５月１０日に出願された特許文献１、および２００７年１２月２０日に出願された特許文献２の優先権を主張し、それら先行出願は引用により全部、本明細書に編入する。
【背景技術】
【０００２】
発明の分野：
本発明は、銅、ニッケル、マンガンおよび鉄から本質的になる金属合金に関する。この合金の主要構成要素は銅およびニッケルである。
【０００３】
この種の既知の合金は大変多くの特性を有し、それらに基づき、合金は多くの技術分野で様々な目的に使用されることができる。それらの腐食耐性、それらの機械的強度およびそれらの延性のために、既知の合金は特に化学工業ならびに石油産業で、化学工学および化学装置の構造に、および脱塩技術に使用することができる。また既知の合金はケーブルの補強に、眼鏡フレームの生産に、および多くの他の技術分野に、ならびに電子技術的用途にも使用することができる。さらにこれらの既知の合金はコーティングに使用することができる。またはそれらは溶接フィラ（ｗｅｌｄｉｎｇ  ｆｉｌｌｅｒ）としても使用できる。
【０００４】
これらの既知の合金は鋳造品、粉末、板、シート、ストリップ、箔、棒、管およびワイヤの形態で製造され、これらは多くの部品の製造に出発製品として役立つ。
【０００５】
既知の合金が使用される時にそれらが応じなければならない要求を満たすために、これらの金属合金は良好な加工特性を持たなければならず、すなわちそれらは良好な鋳込みおよび冷間および熱間成形を可能にしなければならず、また良好な溶接および良好なはんだ付またはろう付を可能にしなければならず、良好な機械加工、良好な磨砕および研磨を可能にしなければならず、そしてまたそれらは電気めっきが可能でなければならない。
【０００６】
これらすべての要件は、例えばＤＩＮ  １７７４３に従いＮｉＣｕ３０Ｆｅ合金材料Ｎｏ．２．４３６０により満たされている。その既知の合金は以下に与える比率（質量％によるか、および／または重量％による）で以下の構成要素を有する：
ニッケル              少なくとも６３％
銅                    ２８％〜３４％
鉄                    １％〜２．５％
マンガン              最高２％
他の材料              最高１％    
上で説明した良好な材料の特性の理由の１つは、個別の合金する構成要素成分が互いに完全に可溶性であり、これによりそれらは混和性ギャップ（ｍｉｓｃｉｂｉｌｉｔｙ  ｇａｐ）がない閉鎖された固溶体系列（ｃｌｏｓｅｄ  ｓｏｌｉｄ−ｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｓｅｒｉｅｓ）を形成し、そしてその結果、合金はその中でそれ自体が完全に均一となる。
【０００７】
従来技術の金属合金および類似のさらなるニッケル−銅合金は、ニッケルの比率が大変高く、これはニッケルの世界的市場価格が銅の価格よりも数倍も高く、その理由のためにこれら既知の合金が大変高価になるので、考慮しなければならない。同様にニッケル含量が低く、そしてさらなる合金要素をわずか少量加えた既知の銅−ニッケル合金は、例えば機械的強度および延性に関して、あるいは刺激性媒質中でのそれらの腐食耐性に関して順次良くない特性を有する。
【参考文献】
【０００８】
【特許文献１】オーストリア国特許出願Ａ２０９１／２００７号明細書
【特許文献２】オーストリア国特許出願Ａ７３３／２００７号明細書
【発明の開示】
【０００９】
発明の要約
したがって本発明の目的は、上に述べたこれまでに知られているこの一般的種類のデバイスおよび方法の欠点を克服し、そして従来技術の合金、特に合金ＮｉＣｕ３０Ｆｅと同じ有利な特性を有するが、ＮｉＣｕ３０Ｆｅと比べて一層低減した比率のニッケルを含み、その結果、既知の合金よりも有意に廉価となる合金を提供する金属合金を提供することである。
【００１０】
本発明に従い、前記および他の目的の観点により主に銅、ニッケル、マグネシウムおよび鉄から形成される銅−ニッケル金属合金が提供される。主な構成要素は、銅およびニッケルである。マグネシウムおよび鉄の含量は、従来技術の通例の合金と比較してかなり増加されている。本発明による新規合金は、以下の比率（質量％によるか、および／または重量％による）の以下の構成要素：
銅            ４０％〜６１％
ニッケル      ３５％〜４５％
マンガン      ３．９％〜１０％
鉄            ０．１％〜５％
他の材料（例えば炭素、シリコン、
アルミニウム、マグネシウム、
チタン、クロム、希土類、
モリブデン、イットリウム）
最高、総量の２％
を有し、個々の成分の和を合計して１００質量％または１００重量％とする。
【００１１】
さらにニッケルの比率が一層低いために、この合金は既知の合金よりも特性を悪くすることなく既知のニッケル−銅合金よりも有意に廉価となる。従来技術と比べて一層高いマンガンの比率により、この合金は多くの応用に要求される特に高い耐熱性も有する。
【００１２】
この合金は好ましくは以下の比率（質量％によるか、および／または重量％による）：
銅            ４６％〜５９％
ニッケル      ３７％〜４２％
マンガン      ３．８％〜７％
鉄            ０．２％〜５％
他の材料      最高、総量の２％
を有し、選択した成分の和を合計して１００質量％または１００重量％とする。
【００１３】
具体的に好適な合金は以下の比率（質量％によるか、および／または重量％による）の以下の構成要素：
銅            ５５．０３％
ニッケル      ３９．６６％
マンガン      ４．６４％
鉄            ０．４６％
炭素          ０．０５％
シリコン      ０．０６％
アルミニウム  ０．０２％
マグネシウム  ０．０３％
チタン        ０．０１％
クロム        ０．０２％
他の材料      ０．０２％
を有する。
【００１４】
さらに好適な合金は以下の比率（質量％によるか、および／または重量％による）の以下の構成要素：
銅            ５２．８７％
ニッケル      ３９．１６％
マンガン      ３．９８％
鉄            ３．７５％
炭素          ０．０５％
シリコン      ０．０９％
アルミニウム  ０．０３％
マグネシウム  ０．０３％
チタン        ０．０１％
クロム        ０．０２％
他の材料      ０．０１％
を有する。
【００１５】
本発明の特徴と考えられる他の特性は、添付する特許請求の範囲で具体的に説明する。
【００１６】
本発明を金属合金の態様として記載するが、種々の修飾および構造的変化が本発明の精神から逸脱せずに作成でき、そして特許請求の範囲の等価物の領域および範囲内にあるので、詳細に示す態様に限定されることは意図していない。
【００１７】
しかし本発明の構成および操作法は、そのさらなる目的および利点と一緒に、本発明の具体的な態様を表す以下の４種の合金の記載から最も良く理解される。
発明の詳細な説明
【実施例】
【００１８】
実施例１：
この実施例では、合金は以下の比率（質量％によるか、および／または重量％による）で以下の構成要素：
銅            ４０％〜６１％
ニッケル      ３５％〜４５％
マンガン      ３．９％〜１０％
鉄            ０．１％〜５％
炭素、シリコン、
アルミニウム、マグネシウム、
チタン、クロム、希土類、
モリブデン、イットリウムのような他の材料
最高、総量の２％
を有し、選択した成分の和を合計して１００質量％または１００重量％とする。
実施例２：
この実施例では、合金は以下の比率（質量％によるか、および／または重量％による）で以下の構成要素：
銅            ４６％〜５９％
ニッケル      ３７％〜４２％
マンガン      ３．８％〜７％
鉄            ０．２％〜５％
炭素、シリコン、
アルミニウム、マグネシウム、
チタン、クロム、希土類、
モリブデン、イットリウムのような他の材料
最高、総量の２％
を有し、選択した成分の和を合計して１００質量％または１００重量％とする。
実施例３：
この実施例では、合金は以下の比率（質量％によるか、および／または重量％による）で以下の構成要素：
銅            ５５．０３％
ニッケル      ３９．６６％
マンガン      ４．６４％
鉄            ０．４６％
炭素          ０．０５％
シリコン      ０．０６％
アルミニウム  ０．０２％
マグネシウム  ０．０３％
チタン        ０．０１％
クロム        ０．０２％
他の材料      ０．０２％
を有する。
実施例４：
この実施例では、合金は以下の比率（質量％によるか、および／または重量％による）で以下の構成要素：
銅            ５２．８７％
ニッケル      ３９．１６％
マンガン      ３．９８％
鉄            ３．７５％
炭素          ０．０５％
シリコン      ０．０９％
アルミニウム  ０．０３％
マグネシウム  ０．０３％
チタン        ０．０１％
クロム        ０．０２％
他の材料      ０．０１％
を有する。
【００１９】
これらすべての合金は、比較的高い比率の銅および比較的低い比率のニッケルを有し、その結果としてそれらはニッケルおよび銅のかなりの価格差のために既知のＮ−Ｃｕ合金と比べて経費が比較的低くなる。これとは全く別に、これら合金は高度に腐食耐性であり、高い強度を有し、そしてそれらの大変均一な構造のために大変良く加工することができ、その結果として、それらは広い様々な分野で使用されることができる。
【００２０】
例えばＮｉＣｕ３０Ｆｅと比較して、実施例３の合金および実施例４の合金は、圧延、圧伸、中間アニールおよび最終アニールにおいて同じ加工条件下で、円形および平面製品に大変類似した機械的値を有し、これはそれらの加工性に大変好ましい効果を有する：以下の表１では、引張強さＲｍ（Ｎ／ｍｍ２で）および破断Ａ２００までの伸び（％で、測定された２００ｍｍの長さに基づく）が、実施例３による合金、実施例４による合金および既知の合金ＮｉＣｕ３０Ｆｅの間で、各々の場合で両方がソフト−アニール（ｓｏｆｔ−ａｎｎｅａｌｅｄ）された直径１．８０ｍｍの円形ワイヤおよび１．２７×０．３８ｍｍのフラットワイヤについて比較する。
【００２１】
【表１】
2008280614.tif 000002
【００２２】
比較したこれら３種すべての合金の機械的値は、通常のバッチに依存する変動内で同じと考えられる。同様に、例えば６００℃の温度でのろう付中の硬化、および上に関する安定性が等しく良く、このような高いマンガンおよび鉄を含まない銅−ニッケル合金の場合よりも一層良いと考えられる。
【００２３】
より高いニッケル含量を有する合金と比べて、実施例３による合金および実施例４による合金の比較的良好な特性のさらなる例は、ＮｉＣｕ３０Ｆｅと比較して実施例３および実施例４による合金の比較的良好な腐食挙動である。２つの比較腐食試験の結果を以下に与える：
ａ）１２０℃で５日間、６２％ＣａＣｌ２中での試験：
ＮｉＣｕ３０Ｆｅの場合、重量（ｇ／ｍ２ｈ）の損失は０．０１０であり、実施例３による合金の場合で、それは０．０１４であり、すなわち実施例３による合金はこれらの条件下で腐食耐性としてＮｉＣｕ３０Ｆｅの約７１％であり、ＮｉＣｕ３０Ｆｅに比べて約５９％のニッケル含量を有し、そしてＮｉＣｕ３０Ｆｅと同様に有害な点蝕の兆候を示さない。
ｂ）８０℃，６バールのＨ２Ｓ、６バールのＣＯ２で１４日間、２７ｇ／リットルのＮａＣｌ中での試験：
ＮｉＣｕ３０Ｆｅの場合、重量（ｇ／ｍ２ｈ）の損失は０．０１８６であり、実施例４による合金を場合で、それは０．０１００であり、すなわち実施例４による合金はこれらの条件下で腐食耐性としてＮｉＣｕ３０Ｆｅの約１８６％であり（すなわちほぼ２倍であり）、ＮｉＣｕ３０Ｆｅに比べて約５９％のニッケル含量を有し、そしてＮｉＣｕ３０Ｆｅの場合と同様に有害な点蝕の兆候を示さない。