JPH028344A

JPH028344A - 球状黒鉛鋳鉄及び球状黒鉛鋳鉄製接合部品

Info

Publication number: JPH028344A
Application number: JP15841788A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Sasaki; 光夫佐々木; Toru Takano; 徹高野; Shinichi Daimon; 大門　信一; Yutaka Tateoka; 館岡　裕; Nobusuke Kobayashi; 小林　信亮
Original assignee: KITAMITSU KINZOKU KOGYO KK; Cosmo Koki Co Ltd
Current assignee: KITAMITSU KINZOKU KOGYO KK; Cosmo Koki Co Ltd
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1990-01-11
Also published as: JPH0463143B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】イ０発明の目的〔産業上の利用分野〕この発明は、優れた耐食性を有する球状黒鉛鋳鉄いわゆ
るダクタイル鋳鉄、並びにこの球状黒鉛鋳鉄により作ら
れたボルト等の接続部品に関するものである。

〔従来の技術］一般に、地下埋設構造物である上水、下水、ガス、油等
の流体輸送用管路においては各種の接続部品が使用され
ているが、この接続部品中、鋳鉄製のボルトは最も多く
使用され、かつ重要な役割を担っている。そして、鋳鉄
製ボルトは比較的水に対する耐食性が高いものであるが
、ボルトは高応力に基づく応力腐食、ボルトのねじ切り
部に生じる残留応力に基づく腐食、更には構造物とボル
トとの電位差に基づく電食等の種々の要因により、選択
的に腐食し、問題を有するものである。

そこで、この鋳鉄製ボルトの耐食性を更に高めるために
、これまで種々の方法が提案されている。

その方法としで、■球状黒鉛鋳鉄ボルトを加熱酸化する
ことにより、ねし部の残留応力を除去するとともに、ボ
ルト表面に０．０３ｍｍ以上の厚さのＦｅｚＳｉ　　０
４鉄撮攬石を含む酸化被膜を生成させる方法（特公昭４
６−１９８４３号）、及び■Ｎｉ及びＣｕを添加した球
状黒鉛鋳鉄ボルトを熱処理により基地組織をフェライト
基地とすることにより、電気化学的に構造物本体より電
位を高くし耐食性を増大させる方法（特公昭６０−２６
８２４号）、等がある。

これらの方法のうち、■は優れた作用効果を顕すもので
あるが、高価なＮｉ　を１．０〜３．０％含有している
ため経済的に問題がある。

（発明が解決しようとする問題点〕本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、球状黒鉛
鋳鉄の電気化学的電位を高め、耐食性の増大を図ること
を基本的技術思想としつつ、より経済的に安価でかつ防
食効果の大きい、電位の高い材料を提供することを目的
とするものである。

口１発明の構成〔問題点を解決するための手段〕本発明の球状黒鉛鋳鉄は、Ｃ２，５〜０．０％、Ｓｉ２
．０〜３．３％、Ｍｎ０．５％以下、３０．０２％以下
、Ｐ０．０８％以下の基本組成に対し、電位を高める元
素としてＮｉ　より安価なＣｕを１．０〜２．５％、ま
た、従来より球状化阻害元素として最も忌避されている
Ｔｉを０．０５〜０．３％の極く微量添加することによ
り更に電位を高めたものであり、更に加えて、電位を高
めかつ球状化に対して無害なＮｉ及びＧｏの第三元素を
０．１〜０．５％の極く少量の範囲で一種又は二種同時
に共存させることにより、電位の安定化を図り、優れた
耐食性を有する材料となしたものである。

次に本発明の球状黒鉛鋳鉄の成分限定について説明する
。

Ｃ量２．５〜０．０％：Ｃが２．５％以下では白銑化し
やすく、Ｃが０．０％を越えるとＣドロスを生し流動性
が低下し鋳造欠陥を生じやすいので一般的な成分範囲の
２．５〜０．０％としたが、黒鉛化を図る点からすると
この範囲でもやや高目の方が望ましい。

Ｓｉ　量２．０〜３．３％：Ｓｉは黒鉛化促進と耐食性
向上とに効果があり、高い方が望ましい。しかし余り多
くなると低温における衝撃値の低下が著しいのでこの範
囲が望ましい。

Ｍｎ量０．５％以下：Ｍｎはパーライト安定化元素で材
料を硬くするのでこの範囲でも少ない方が望ましい。

Ｓｉ０．０２％以下＝Ｓが多くなると球状化剤を消費し
、球状化を阻害するのでＪ　Ｉ　Ｓ　Ｇ５５０２に定め
た０、０２％以下が望ましい。

Ｐ　ｆｆ１０．０８％以下：Ｐ量が多くなると、粒界に
ステダイト相を晶出し、材料を脆化させるので０．０８
％以下が望ましい。

Ｃｕ量１．０〜２．５％：Ｃｕは自然電位を上げ耐食性
を向上させる効果がある。１．０％以下では電位を上げ
る効果が不充分である。一方、２．５％を越えると球状
化を阻害し、偏析を生じがっ電位もそれ程高くならない
ので、１．０％から２．５％の範囲が望ましい。

Ｔｉ量０．０５〜０．３％：Ｔｉは球状化阻害元素とし
て最も忌避される元素で、球状黒鉛鋳鉄での許容限度は
０．０７〜０．１％といわれ（例えば、日本鋳物協会編
、丸善株式会社発行、「鋳物便覧」改訂４版５５９頁、
昭和６１年１月２０日参照）　、０．０５％以下になる
よう管理するのが一般的である。

本発明ではこのＴｉ　をあえて増量添加することで、球
状黒鉛鋳鉄の電気化学的な電位を高めることを見い出し
、耐食性の優れた球状黒鉛鋳鉄を提供するものであり、
添加量について種々試験検討したところ、電位を上げる
効果は０．０５％〜０．３％の添加で充分であることが
判明した。Ｔｉ　が０．３％を越えると、明らかに球状
化阻害の現象がみられるので、Ｔｉ　は０．０５％〜０
．３％の範囲とする。

Ｎｉ量０．１〜０．５％：Ｎｉは球状黒鉛鋳鉄の自然電
位を上げ、耐食性を向上させる元素であり、Ｃｕ　１．
０％〜２．５％と共存させると電位を更に上げかつ安定
化させる効果がある。しかし、Ｃｕ及びＴｉ　　と共存
のもとでは、０．５％を越えてＮｉ　を加えても、添加
量に比例した電位の向上は認められず、逆に価格のみ上
昇する。以上の点から０．１％〜０，５％の範囲内が適
当である。

Ｃｏ　Ｈ０．ｌ−０，５％、ＣＯもＮ１　と同様乙こ電
位を上げ安定化さセる。しかしＣｏ　もＮ１以上に高価
な金属であり、Ｎｉ　　と同様０．５％以上越えて添加
しても価格のみ上昇し、それに比例した効果は認められ
ず、０．１〜０．５％の範囲内が適当である。

（実施例〕以下、本発明の詳細な説明するとともに、従来の球状黒
鉛鋳鉄との機械的・化学的特性に係る比較を示す。

酸性ライニングを施した低周波炉（３ｔｏｎ）を用いて
、銑鉄、社内戻り材及び鋼スクラツプを溶解し、これに
Ｆｅ　−３ｉ　、炭素電極粉及び銅線屑を加えて１５０
０°Ｃに加熱した。しかる後、この溶湯を、Ｆｅ　−３
１−Ｍｇ合金の球状化剤、必要量のＦ　ｅ　　−Ｔ　ｉ
　合金細粒、Ｎ１屑及びＦｅ−Ｃｏ合金細粒の入った取
鍋に注ぎ、球状化処理と合金添加を行い、次いでＦｅ−
３ｉ合金で接種処理を施し、約１３６０°ＣＪＩＳ−Ｇ
５５０２−Ｂ号Ｙプロ・ツク及びＭ２ＯＸ９０のＴ頭ボ
ルトの鋳型に鋳込んだ。

作製した試料は第１表のとおりであり、試料１は比較用
試料であり、Ｊ　Ｉ　Ｓ　−Ｇ　５５０２−１種ＦＣＤ
４０相当品である。

第１表単位％鋳造した第１表の成分組成を有するＹブロック及びボル
トについて、台車式重油加熱炉を用いて８５０　’Ｃま
で昇温し、６０分保持後２５０°Ｃまで炉冷し、その後
炉から取り出し空冷した。

その結果、試料１を除く他のＹブロック試料では３〜１
０％程度のパーライトの残留が認められたが、ボルト試
料でのパーライト残留は０〜３％内であった。

ボルト試料は、下削り加工後、ねし転造盤ですべて容易
に所定の寸法にねし加工をすることができた。

Ｙブロック試料からは、ＪＩＳＺ２２０１の４号試験片
を削り出し、引張り試験を実施したところ、第２表に示
す結果を得た。

第２表で試料７以外は、はぼ５０ｋｇｆ／ｍｍ２の引張
り強度が得られ、伸びも１６％以上を示した。試料７は
、引張り強さ４５．９ｋｇｆ／ｒＱｍ２、伸び９．５％
と低い。これは、Ｃｕ　１．４２％、　Ｔｉ　０．４０
％を含む合金試料で、Ｔ１が０．３％以上のため、球状
化率６０〜７０％と低く球状黒鉛鋳鉄として適さないと
いえる。

第　　２表次に、第１表のＹブロック試料より、２ｆｆｌＩ１１厚
さＸ　３０　ｍｍ　Ｘ　３０　ｍｍの板状試料を切り出
し、表面を０番のエメリー紙で研磨した後アルコール洗
浄をした試料について、塩酸水溶液及び食塩水中での腐
食試験（第３表−１）を行い、また飽和カロメル電極を
基準電極として腐食電位を測定（第３表２）して、第３
表の結果を得た。

第３表−１の結果から、本発明の試料３，４５及び６の
腐食減量は比較試料ｌと比べて、６ＮＨＣＬ溶液浸漬で
は１／１３．３％食塩水浸漬では１／２以下であり良好
な耐食性を示す。

また、第３表−２の電位についても、本発明の試料は比
較試料１と比べて２０〜４０ｍｖ高い値を示している。

試料７，８及び試料９はＴｉ　、Ｎｉ及びＣｏが各々０
．４％、０．６１％及び０．６０％と本発明成分範囲よ
り多くの各々の成分を含んでいるが、腐食減量及び電位
の点から添加量の増加の効果は認められない。　また、
Ｔｉ　を含まないＣｕのみ含有の試料２は、Ｔｉ　を含
む本発明の試料３，０．５及び第３表表中イは６Ｎ−ＨＣｌ水溶液中（２０℃）３時間浸漬後
の腐食減量口は３％ＮａＣ１水溶液（２０’Ｃ）　７２
時間浸漬後の腐食減量ハは０．２　Ｎ−ＨＣｌ水溶液（
２０°Ｃ）浸漬１５分後の腐食電位二は３％ＮａＣｌ水
溶液（２０°Ｃ）浸漬２５分後の腐食電位６に比較し腐
食減量は大きく、電位の点からも劣ることは明らかであ
る。

更に、転造ねし加工した前記Ｍ２ＯＸ９０ポルト試料を
、鋳鉄継手に組み付け、海岸砂浜に約９か月間埋没した
ものについて腐食減量を測定したところ第４表に示す結
果を得た。

第４表の結果から、本発明の試料３，０．５及び６の腐
食減量は比較試料１の半分以下であり、耐食性に優れて
いることが確かめられた。

ハ１発明の効果以上の説明のように、本発明の球状黒鉛鋳鉄は、従来の
球状黒鉛鋳鉄に比較して、高い電位を有し、優れた耐食
性を有する実用上極めて有用な埋設構造物の接続部品と
することができる。

Claims

【特許請求の範囲】１）Ｃ２．５〜４．０％、Ｓｉ２．０〜３．３％、Ｍｎ
０．５％以下、Ｓ０．０２％以下、Ｐ０．０８％以下、
Ｃｕ１．０〜２．５％、Ｔｉ０．０５〜０．３％を含有
し、更にＮｉ及びＣｏのうちのいずれか一種又は二種を
同時に総計で０．１〜０．５％を含有して、残部がＦｅ
並びに球状化剤、接種剤より残留するＭｇ、Ｃａ、Ｃｅ
、Ｙ、Ｂａ、Ａｌの一種又は二種以上の成分からなるこ
とを特徴とする球状黒鉛鋳鉄。２）Ｃ２．５〜４．０％、Ｓｉ２．０〜３．３％、Ｍｎ
０．５％以下、Ｓ０．０２％以下、Ｐ０．０８％以下、
Ｃｕ１．０〜２．５％、Ｔｉ０．０５〜０．３％を含有
し、更にＮｉ及びＣｏのうちのいずれか一種又は二種を
同時に総計で０．１〜０．５％を含有して、残部がＦｅ
並びに球状化剤、接種剤より残留するＭｇ、Ｃａ、Ｃｅ
、Ｙ、Ｂａ、Ａｌの一種又は二種以上の成分からなるこ
とを特徴とする球状黒鉛鋳鉄で作られた接続部品。