JPS6064786A - チタンクラッド鋼の製造方法 - Google Patents
チタンクラッド鋼の製造方法Info
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- JPS6064786A JPS6064786A JP17216783A JP17216783A JPS6064786A JP S6064786 A JPS6064786 A JP S6064786A JP 17216783 A JP17216783 A JP 17216783A JP 17216783 A JP17216783 A JP 17216783A JP S6064786 A JPS6064786 A JP S6064786A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/04—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(イ)技術分野
本発明は、チタンクラッド鋼の製造方法に関するもので
ある。
ある。
(ロ)従来技術
化学装置材料等として使用されるチタンクランド鋼を製
造する従来の方法としては、ロール圧着法、拡散接合法
及び爆着法がある。ロール圧着法及び拡散接合法は、い
ずれも加熱及び圧接の1−程を必要とする。しかし、こ
れらの方法では、チタン板と鋼板との接合部に金属間化
合物が生成するため、良好な接合部を得ることができな
い。金属間化合物の生成を阻止するために、チタン板と
鋼板との間にインサート材を設ける方法がある。例えば
、特公昭56−1286号、特公昭56−1287号、
及び特公昭56−71590号には、インサート材とし
てクロム、モリブデン、へナシウム、又はこれらの金属
とクロム、ニッケル、1ト1との複合材を用いる方法か
示されている。しかし、このような方法で製造されたチ
タンクラッド鋼は、接合強度が小さく、例えはスピニン
グ加に等の塑性加工を加えた場合チタン板と鋼板とがは
く離するといった問題を生ずる。また、拡散接合法につ
いては、高度の真空中又は不活性ガス中で実施しなけれ
ばならず、生産性が良くないという問題点もある。ロー
ル圧着法及び拡散接合法には上記のような問題点がある
ため、実際には主として爆着法が実用化されている。し
かし、爆着法にも次のような問題点がある。すなわち、
爆竹法は大量生産に適しておらず、また母材が爆発圧力
に酎える強度を必要とするためこの方法で製造すること
ができるチタンクランド鋼の板厚は20mm以上のもの
に限定されている。また、爆着したままの状態では塑性
加工性も好ましくない。チタンクララI・鋼の塑性加工
性を向上するためにはチタンが十分に軟化する温度であ
る650°C以]二での焼鈍が必要であるが、このよう
な温度で焼鈍すると接合強度が著しく低ドする。これら
の問題を解決するために、爆着法によって製造されたチ
タンクラッド鋼に対してを熱間圧延による薄肉化又は焼
鈍による軟化等を行なおうとすると、前述のロール圧着
法及び拡散接合法と同様にチタン板と鋼板との間に金属
間化合物を生成するという問題が発生する。勃公昭53
−10347号及び精分11?(53−133458号
には、」−記のような問題を解決するためにチタン板と
鋼板との間にインサート材としてニッケルを設ける方法
が示されているが、このような方法によっても1・分な
接合強度はiJJられておらず、また製造可能な板厚も
10mm程度が限度である。
造する従来の方法としては、ロール圧着法、拡散接合法
及び爆着法がある。ロール圧着法及び拡散接合法は、い
ずれも加熱及び圧接の1−程を必要とする。しかし、こ
れらの方法では、チタン板と鋼板との接合部に金属間化
合物が生成するため、良好な接合部を得ることができな
い。金属間化合物の生成を阻止するために、チタン板と
鋼板との間にインサート材を設ける方法がある。例えば
、特公昭56−1286号、特公昭56−1287号、
及び特公昭56−71590号には、インサート材とし
てクロム、モリブデン、へナシウム、又はこれらの金属
とクロム、ニッケル、1ト1との複合材を用いる方法か
示されている。しかし、このような方法で製造されたチ
タンクラッド鋼は、接合強度が小さく、例えはスピニン
グ加に等の塑性加工を加えた場合チタン板と鋼板とがは
く離するといった問題を生ずる。また、拡散接合法につ
いては、高度の真空中又は不活性ガス中で実施しなけれ
ばならず、生産性が良くないという問題点もある。ロー
ル圧着法及び拡散接合法には上記のような問題点がある
ため、実際には主として爆着法が実用化されている。し
かし、爆着法にも次のような問題点がある。すなわち、
爆竹法は大量生産に適しておらず、また母材が爆発圧力
に酎える強度を必要とするためこの方法で製造すること
ができるチタンクランド鋼の板厚は20mm以上のもの
に限定されている。また、爆着したままの状態では塑性
加工性も好ましくない。チタンクララI・鋼の塑性加工
性を向上するためにはチタンが十分に軟化する温度であ
る650°C以]二での焼鈍が必要であるが、このよう
な温度で焼鈍すると接合強度が著しく低ドする。これら
の問題を解決するために、爆着法によって製造されたチ
タンクラッド鋼に対してを熱間圧延による薄肉化又は焼
鈍による軟化等を行なおうとすると、前述のロール圧着
法及び拡散接合法と同様にチタン板と鋼板との間に金属
間化合物を生成するという問題が発生する。勃公昭53
−10347号及び精分11?(53−133458号
には、」−記のような問題を解決するためにチタン板と
鋼板との間にインサート材としてニッケルを設ける方法
が示されているが、このような方法によっても1・分な
接合強度はiJJられておらず、また製造可能な板厚も
10mm程度が限度である。
(ハ)発明の目的
本発明は、従来のチタンクランド鋼の製造方法における
前述のような問題点を解決し、接合強度が大きく塑性加
工性のよいチタンクラッド鋼を能率良く生産することが
可能なチタンクララ)・鋼の製造方法を得ることを目的
としている。
前述のような問題点を解決し、接合強度が大きく塑性加
工性のよいチタンクラッド鋼を能率良く生産することが
可能なチタンクララ)・鋼の製造方法を得ることを目的
としている。
(ニ)発明の構成
本発明者は、従来のチタンクランド鋼の製造方法によっ
て製造されたチタンクランド鋼の接合強度は次のような
3つの要因によって低下していることを見い出した。す
なわち、 (1)チタンと鋼との間に生成するぜい弱な金属間化合
物による強度の低下。
て製造されたチタンクランド鋼の接合強度は次のような
3つの要因によって低下していることを見い出した。す
なわち、 (1)チタンと鋼との間に生成するぜい弱な金属間化合
物による強度の低下。
(2)チタンの水素吸収に伴なうせい化。
(3)鋼板中の炭素がチタン側に拡散してぜい弱な炭化
チタンか析出することによる強度低下。
チタンか析出することによる強度低下。
の3つの要因である。上記のような3つの要因による接
合強度の低下を防止するためには、ニッケル・銅の2層
のインサート材、又はニッケル・銅・二、ケルの3層の
インサート材を設ける必°及があることを木発明者は見
い出した。すなわち、本発明によるチタンクラッド鋼の
製造方法は、チタン板の合わせ面倒に第1インサーi・
材としてニッケルのドル層を設け、鋼板の合わせ面側に
第2インサート材として銅又は銅会ニッケルの油層を設
け、これらをカーいに合わせ面で重ね合わせ、700〜
1000℃に加熱し、圧下率70%以トて圧延接合し、
次いで650〜750°Cで軟化焼鈍する各工程から構
成される。また、上記各工程に加えて、I(E延接合後
軟化焼鈍前に400℃以トの温度で圧延鍼厚することも
できる。
合強度の低下を防止するためには、ニッケル・銅の2層
のインサート材、又はニッケル・銅・二、ケルの3層の
インサート材を設ける必°及があることを木発明者は見
い出した。すなわち、本発明によるチタンクラッド鋼の
製造方法は、チタン板の合わせ面倒に第1インサーi・
材としてニッケルのドル層を設け、鋼板の合わせ面側に
第2インサート材として銅又は銅会ニッケルの油層を設
け、これらをカーいに合わせ面で重ね合わせ、700〜
1000℃に加熱し、圧下率70%以トて圧延接合し、
次いで650〜750°Cで軟化焼鈍する各工程から構
成される。また、上記各工程に加えて、I(E延接合後
軟化焼鈍前に400℃以トの温度で圧延鍼厚することも
できる。
なお、ここでインサート材の薄層とは、「めつき」又は
「は〈」のことであり、圧延後5ミクロン以」二の厚さ
を有することが好ましい。なお、めっきは鋼板又はイン
サーI・材に施すこととし、チタン板には直接めっきし
ないこととする。チタンにめっきすると接合強度が低ド
するためである。
「は〈」のことであり、圧延後5ミクロン以」二の厚さ
を有することが好ましい。なお、めっきは鋼板又はイン
サーI・材に施すこととし、チタン板には直接めっきし
ないこととする。チタンにめっきすると接合強度が低ド
するためである。
」−記のような構成の本発明方法によって、前述の接合
強度を低下させる3つの要因を除表することができる。
強度を低下させる3つの要因を除表することができる。
まず、本発明方法によると、前述の要因(1)を解消す
ることができる。すなわち、650〜750°Cの高い
11.1目隻で焼鈍しても、チタン板と鋼板との接合部
にぜい弱な全1r間化合物を生成しない。チタンとニッ
ケルとの間には金属間化合物を生成するが、この金属間
化合物はある程度の延性を看している。従って、ロール
順延による薄肉化も可能である。なお、この金属間化合
物は、−糧冑晶では非常に加]二硬化しやすいが、40
00C!以1−の温度で圧延加圧すれば問題ない。また
、ニッケルと銅との間、及び銅と鋼板との間は完全に固
溶し、金属間化合物を生成しない。なお、鋼板が鉄以外
の成分を多く含む合金の場合には、?シ補と鋼板との間
にぜい弱な金属間化合物を生成するn(面性があるが、
この場合には銅と鋼板との間に更にインサーI・材とし
てニッケルを設けることにより防止することがてきる。
ることができる。すなわち、650〜750°Cの高い
11.1目隻で焼鈍しても、チタン板と鋼板との接合部
にぜい弱な全1r間化合物を生成しない。チタンとニッ
ケルとの間には金属間化合物を生成するが、この金属間
化合物はある程度の延性を看している。従って、ロール
順延による薄肉化も可能である。なお、この金属間化合
物は、−糧冑晶では非常に加]二硬化しやすいが、40
00C!以1−の温度で圧延加圧すれば問題ない。また
、ニッケルと銅との間、及び銅と鋼板との間は完全に固
溶し、金属間化合物を生成しない。なお、鋼板が鉄以外
の成分を多く含む合金の場合には、?シ補と鋼板との間
にぜい弱な金属間化合物を生成するn(面性があるが、
この場合には銅と鋼板との間に更にインサーI・材とし
てニッケルを設けることにより防止することがてきる。
また、本発明方法によると、前述の要因(2)について
も解消することができる。すなわち、チタンの水素吸収
に伴なうぜい化を防止することかできる。チタンとニッ
ケルとの間に生成する金属間化合物が水素の浸入を阻止
するからである。ただし、この金属間化合物が生成する
接合前の加熱中にチタンが水素を吸収する可能性がある
ため。
も解消することができる。すなわち、チタンの水素吸収
に伴なうぜい化を防止することかできる。チタンとニッ
ケルとの間に生成する金属間化合物が水素の浸入を阻止
するからである。ただし、この金属間化合物が生成する
接合前の加熱中にチタンが水素を吸収する可能性がある
ため。
チタン板と11 &との組合わせ↓1溶接後にII;9
水素処理を施す必要がある。
水素処理を施す必要がある。
また、本発明方法によると、前述の要因(3)について
も解消することができる。すなわち、鋼板中の炭素のチ
タン側への拡散を防止することができる。これは銅をイ
ンサート材として用いた結果である。銅の浸炭防止効果
はニッケル等の数倍の効果を有しており、例えば750
°Cて焼鈍する場合であっても5ミクロン程度の厚さか
あれば十分である。
も解消することができる。すなわち、鋼板中の炭素のチ
タン側への拡散を防止することができる。これは銅をイ
ンサート材として用いた結果である。銅の浸炭防止効果
はニッケル等の数倍の効果を有しており、例えば750
°Cて焼鈍する場合であっても5ミクロン程度の厚さか
あれば十分である。
(ホ)実施例
次に、本発明による効果を其体的な試験結果に基づいて
説明する。
説明する。
第1表に本発明方法によって製造されたチタンクラッド
鋼及び従来方法によるチタンクランド鋼の機械的性質を
示す。サンプルA−Fか本発明方法によるものであり、
サンプルG−Jか従来方法によるものである。
鋼及び従来方法によるチタンクランド鋼の機械的性質を
示す。サンプルA−Fか本発明方法によるものであり、
サンプルG−Jか従来方法によるものである。
IT:光6)
第1表
サンプルA−Cは60tX100OwX2000文の鋼
板と、lotX950wX1950flc7)チタン板
を用いた。鋼板には合わせ血に100ミクロン厚さの仝
ト1めっきをはとこし、この銅めつき」二に更に100
ミクロン厚さのニッケルめっきをした。この鋼板とチタ
ン板とを屯ね合わせ、周囲を月1容接してクラッドパッ
ケージとした。このクラ、ドパッケーシをtio〜15
0°Cにおいて4Jl気して10−2トルまて減圧し、
アルゴンカス1″1°″l摸をした後、600〜900
’Cの範囲て熱間月′延し、板厚6mmまで減厚した
。す〉′プルAはこれを650°Cで30分軟化焼鈍し
たちのてあり、サンプルBは750°Cて30分軟化焼
鈍したものである。また、サンプルCは」−記チタンク
ラント;酬を更に600−400°Cの温IWでJly
I’+’ 3 m mまで温間)JE延し、次いで75
0℃で30分間軟化焼t4iしたものである。これらの
サンプルA −Ci;I第1図に示すように良好な機械
的性質をイ1している。
板と、lotX950wX1950flc7)チタン板
を用いた。鋼板には合わせ血に100ミクロン厚さの仝
ト1めっきをはとこし、この銅めつき」二に更に100
ミクロン厚さのニッケルめっきをした。この鋼板とチタ
ン板とを屯ね合わせ、周囲を月1容接してクラッドパッ
ケージとした。このクラ、ドパッケーシをtio〜15
0°Cにおいて4Jl気して10−2トルまて減圧し、
アルゴンカス1″1°″l摸をした後、600〜900
’Cの範囲て熱間月′延し、板厚6mmまで減厚した
。す〉′プルAはこれを650°Cで30分軟化焼鈍し
たちのてあり、サンプルBは750°Cて30分軟化焼
鈍したものである。また、サンプルCは」−記チタンク
ラント;酬を更に600−400°Cの温IWでJly
I’+’ 3 m mまで温間)JE延し、次いで75
0℃で30分間軟化焼t4iしたものである。これらの
サンプルA −Ci;I第1図に示すように良好な機械
的性質をイ1している。
サンプルD−Fは、50tX1000wX2000党の
鋼板と、lotX950wX1950文のチタン板を用
いた。インサート材としては板厚0.8mmの銅板の両
面に100ミクロン厚さのニッケルめっきを施したもの
を用いた。これらをサンプルA−Cの場合と同様にして
熱間圧延し板厚12mmまで減厚した。サンプルDはこ
れを650°Cで30分軟化焼鈍したちのてあり、サン
プルEは750℃で30分軟化焼鈍したちのでる。
鋼板と、lotX950wX1950文のチタン板を用
いた。インサート材としては板厚0.8mmの銅板の両
面に100ミクロン厚さのニッケルめっきを施したもの
を用いた。これらをサンプルA−Cの場合と同様にして
熱間圧延し板厚12mmまで減厚した。サンプルDはこ
れを650°Cで30分軟化焼鈍したちのてあり、サン
プルEは750℃で30分軟化焼鈍したちのでる。
また、サンプルFは上記チタンクラッド鋼を600〜4
00°Cの範囲で板厚3mmまで温間圧延し、その後7
50°Cで30分軟化焼鈍したものである。これらのサ
ンプルD−Fについても第1図に示すように良〃Tな機
械的性質が得られた。
00°Cの範囲で板厚3mmまで温間圧延し、その後7
50°Cで30分軟化焼鈍したものである。これらのサ
ンプルD−Fについても第1図に示すように良〃Tな機
械的性質が得られた。
従来方法によるサンプルG及びHは鋼板にニッケルめっ
きしたものを用いた。すなわち、銅めっきが施されてな
い点以外はサンプルA−Cと仝〈同様の方法により製造
した。サンプルGは圧延したままのものであり、またサ
ンプルHは650°Cで30分焼鈍したものである。サ
ンプルGは接合強度は良好であるが延性が不足しいる。
きしたものを用いた。すなわち、銅めっきが施されてな
い点以外はサンプルA−Cと仝〈同様の方法により製造
した。サンプルGは圧延したままのものであり、またサ
ンプルHは650°Cで30分焼鈍したものである。サ
ンプルGは接合強度は良好であるが延性が不足しいる。
また、サンプルHは延性は良好となっているものの接合
強度が著しく低下している。このサンプルH5の接合部
境界をEPMA分析で分析した結果、チタン側界面に炭
化チタンが析出していることがわかった。
強度が著しく低下している。このサンプルH5の接合部
境界をEPMA分析で分析した結果、チタン側界面に炭
化チタンが析出していることがわかった。
サンプルI及びJは全くインサート材を用いない場合の
ものである。すなわち、インサー1− kAを用いない
点以外はサンプルA−Cと同様の上程により製造した。
ものである。すなわち、インサー1− kAを用いない
点以外はサンプルA−Cと同様の上程により製造した。
サンプルエは圧延のままのものであり、サンプルJは6
50°Cて30分焼鈍したものである。サンプルI及び
Jの機械的性質についても接合強度が小さく不十分なも
のであった。
50°Cて30分焼鈍したものである。サンプルI及び
Jの機械的性質についても接合強度が小さく不十分なも
のであった。
以1.の試験結果から明らかなように、本発明方法によ
り製造されたチタンクランド鋼は塑性加工に酎える1−
分な接合強度を持っていることかわかる。
り製造されたチタンクランド鋼は塑性加工に酎える1−
分な接合強度を持っていることかわかる。
(へ)発明の効果
以l−説明してきたJ:うに、本発明によると、チタン
板の合わせ面側に第1インサート月としてニッケルの薄
層を設け、鋼板の合わせ面側に第2インサート材として
銅又は銅・二・ソケルの薄層を設け、これらを互いに合
わせ面側で重ね合わせ、700〜1000°Cに加熱し
、圧下イ170%以−1−で圧延接合し、次いで650
〜750°Cで軟化焼鈍するようにしたので、またチタ
ン板の合わせ面(1111に第1インサー)・材として
二・ンケルの薄層を設け、鋼板の合わせ面側に第2イン
サート材として銅又は銅・ニッケルの薄層を設け、これ
らをII: l、)に合わせ面側で重ね合わせ、700
〜1000°Cに加熱し、圧ド率70%以上で圧延接合
し、次1.%で400°C以上の温度で圧延減厚し、次
いで650〜750°Cて軟化焼鈍するようにしたので
、十分な接合強度をイiするチタンクラ・ンド鋼を大甲
生J1rすることが11丁能となる。
板の合わせ面側に第1インサート月としてニッケルの薄
層を設け、鋼板の合わせ面側に第2インサート材として
銅又は銅・二・ソケルの薄層を設け、これらを互いに合
わせ面側で重ね合わせ、700〜1000°Cに加熱し
、圧下イ170%以−1−で圧延接合し、次いで650
〜750°Cで軟化焼鈍するようにしたので、またチタ
ン板の合わせ面(1111に第1インサー)・材として
二・ンケルの薄層を設け、鋼板の合わせ面側に第2イン
サート材として銅又は銅・ニッケルの薄層を設け、これ
らをII: l、)に合わせ面側で重ね合わせ、700
〜1000°Cに加熱し、圧ド率70%以上で圧延接合
し、次1.%で400°C以上の温度で圧延減厚し、次
いで650〜750°Cて軟化焼鈍するようにしたので
、十分な接合強度をイiするチタンクラ・ンド鋼を大甲
生J1rすることが11丁能となる。
特1:′1出願人 株 式 会 社 1コ 木 製 鋼
所代理人 弁 理 士 宮 内 利 行
所代理人 弁 理 士 宮 内 利 行
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、チタン板の合わせ面倒に第1インサート材としてこ
、ケルの薄層を設け、鋼板の合わせ面側にtiS2イン
サート材として銅又は銅・ニッケルの薄層を設け、これ
らを尾いに合わせ面側で東ね合わせ、700〜1000
°Cに加熱し、圧ド率70%以上で圧延接合し、次いで
650〜750°Cで軟化焼鈍するチタンクラッド鋼の
製造方法。 2、チタン板の合わせ面側に第1インサー;・材として
ニッケルの薄層を設け、鋼板の合わせ面側に第2インサ
ート拐として銅又は銅・ニッケルの薄層を設け、これら
を合わせ面側で爪ね合わせ、700〜■000°Cに加
熱し、圧下率70%以上で圧延接合し、次いで400°
C以、1−の温度で圧延減厚し、次いで650〜750
°Cで軟化焼鈍するチタンクラッド鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17216783A JPS6064786A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | チタンクラッド鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17216783A JPS6064786A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | チタンクラッド鋼の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6064786A true JPS6064786A (ja) | 1985-04-13 |
JPH0366995B2 JPH0366995B2 (ja) | 1991-10-21 |
Family
ID=15936811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17216783A Granted JPS6064786A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | チタンクラッド鋼の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6064786A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02205277A (ja) * | 1989-01-31 | 1990-08-15 | Nippon Steel Corp | 銅または銅合金を中間媒接材としたチタンクラッド薄鋼板の製造方法 |
JPH0452030A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-20 | Nippon Steel Corp | チタンクラッド鋼板の加工方法 |
-
1983
- 1983-09-20 JP JP17216783A patent/JPS6064786A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02205277A (ja) * | 1989-01-31 | 1990-08-15 | Nippon Steel Corp | 銅または銅合金を中間媒接材としたチタンクラッド薄鋼板の製造方法 |
JPH0452030A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-20 | Nippon Steel Corp | チタンクラッド鋼板の加工方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0366995B2 (ja) | 1991-10-21 |
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