JPS60238432A - 連続鋳造鋳型用Ｃｕ合金 - Google Patents
連続鋳造鋳型用Ｃｕ合金Info
- Publication number
- JPS60238432A JPS60238432A JP27852984A JP27852984A JPS60238432A JP S60238432 A JPS60238432 A JP S60238432A JP 27852984 A JP27852984 A JP 27852984A JP 27852984 A JP27852984 A JP 27852984A JP S60238432 A JPS60238432 A JP S60238432A
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- JP
- Japan
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- alloy
- continuous casting
- thermal fatigue
- wear
- resistance
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、すぐれた高温強度、熱伝導性、耐摩耗性、
耐熱疲労割れ性、および耐相大割れ性を有し、特に連続
鋳造鋳型における溶湯と直接接触する内壁材として使用
するのに適したＣｕ合金に関するものである。
耐熱疲労割れ性、および耐相大割れ性を有し、特に連続
鋳造鋳型における溶湯と直接接触する内壁材として使用
するのに適したＣｕ合金に関するものである。
従来、一般に、鉄鋼の連続鋳造鋳型の内壁材として、純
銅や、Ａｇ ： ０．１％含有の低合金銅やＳｎ ：
０．１％含有の低合金銅などの固溶体強化型Ｃｕ合金（
以上重量％、以下％の表示は重量％を意味する）が使用
されているが、これら鋳型においては、使用開始後早期
に、鋳型内面の蒔塊メニスカス部に熱疲労による割れや
、熱軟化による鋳型変形が発生し、比較的短期間で使用
寿命に至る； ものであった。
銅や、Ａｇ ： ０．１％含有の低合金銅やＳｎ ：
０．１％含有の低合金銅などの固溶体強化型Ｃｕ合金（
以上重量％、以下％の表示は重量％を意味する）が使用
されているが、これら鋳型においては、使用開始後早期
に、鋳型内面の蒔塊メニスカス部に熱疲労による割れや
、熱軟化による鋳型変形が発生し、比較的短期間で使用
寿命に至る； ものであった。
そこで、近年、連続鋳造鋳型用として、高い熱疲労強度
および降伏点を有し、かつ耐熱疲労割れ性や耐熱変形性
にすぐれた析出硬化型Ｃｕ合金、例えばＣｒ ： ０．
５〜０．８％含有のＣｒ合金銅や、Ｃｒ ： ０．５〜
０．６％およびＺｒ ： ０．１〜０．２％含有のＣｒ
−Ｚｒ合金銅などが多く実用に供され、この析出硬化型
Ｃｕ合金の使用によって使用寿命のかなりの延命化が可
能になっている。
および降伏点を有し、かつ耐熱疲労割れ性や耐熱変形性
にすぐれた析出硬化型Ｃｕ合金、例えばＣｒ ： ０．
５〜０．８％含有のＣｒ合金銅や、Ｃｒ ： ０．５〜
０．６％およびＺｒ ： ０．１〜０．２％含有のＣｒ
−Ｚｒ合金銅などが多く実用に供され、この析出硬化型
Ｃｕ合金の使用によって使用寿命のかなりの延命化が可
能になっている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、上記の従来析出硬化型Ｃｕ合金で製造された連
続鋳造鋳型においても、フラックス中に不可避不純物と
して含有する硫黄（Ｓ）によって結晶粒界が侵食される
ことに原因すると思われる深く大きい割れ（粗大割れ）
が発生し、この粗大割れによって使用不能となるなど必
ずしも満足する使用寿命を示さないものであった。
続鋳造鋳型においても、フラックス中に不可避不純物と
して含有する硫黄（Ｓ）によって結晶粒界が侵食される
ことに原因すると思われる深く大きい割れ（粗大割れ）
が発生し、この粗大割れによって使用不能となるなど必
ずしも満足する使用寿命を示さないものであった。
一方、このようなことから、鋳型内面に、耐熱疲労割れ
性のすぐれたＮｉや、Ｓによる粒界侵食に対してすぐれ
た抵抗を有するｃｒをメッキあるいは爆着する試みもな
されたが、前者の場合には粗大割れが発生しやすく、ま
た後者の場合には熱疲労割れが早期に発生するばかりで
なく、この割れ先端部に応力集中が起りやすいために割
れが内命の延命化をはかることは困難であった。
性のすぐれたＮｉや、Ｓによる粒界侵食に対してすぐれ
た抵抗を有するｃｒをメッキあるいは爆着する試みもな
されたが、前者の場合には粗大割れが発生しやすく、ま
た後者の場合には熱疲労割れが早期に発生するばかりで
なく、この割れ先端部に応力集中が起りやすいために割
れが内命の延命化をはかることは困難であった。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、鋳型内
面にメッキや爆着を施すことなく、連続鋳造鋳型の内壁
材に要求される高温強度、熱伝導性、耐摩耗性、耐熱疲
労割れ性、および耐相大割れ性を具備した材料を得べく
研究を行なった結果、ＣｒはＣｕに比して著しく高い約
１８５０℃の高融点をもつばかりでなく、きわめて活性
があるために酸化しやすく、かつＣｒのＣｕに対する固
溶限、すなわち析出硬化作用に有効に作用する最大固溶
限は約１％であることから、従来Ｃｕにおける合金元素
としてのＣｒの含有量はせいぜい１％までしか考えられ
ていないものであったが、ここに従来考えられていたｃ
ｒの最大含有量である約１％をはるかに越えて多量のＣ
ｒをＱｕに含有させ、素地に多量のＣｒを分散させた組
織とすると、この結果のＣｕ合金は、強度が高く、かつ
耐熱疲労割れ性、耐相大割れ性、および耐摩耗性にすぐ
れ、しかも良好な熱伝導性を保持するという知見を得た
のである。
面にメッキや爆着を施すことなく、連続鋳造鋳型の内壁
材に要求される高温強度、熱伝導性、耐摩耗性、耐熱疲
労割れ性、および耐相大割れ性を具備した材料を得べく
研究を行なった結果、ＣｒはＣｕに比して著しく高い約
１８５０℃の高融点をもつばかりでなく、きわめて活性
があるために酸化しやすく、かつＣｒのＣｕに対する固
溶限、すなわち析出硬化作用に有効に作用する最大固溶
限は約１％であることから、従来Ｃｕにおける合金元素
としてのＣｒの含有量はせいぜい１％までしか考えられ
ていないものであったが、ここに従来考えられていたｃ
ｒの最大含有量である約１％をはるかに越えて多量のＣ
ｒをＱｕに含有させ、素地に多量のＣｒを分散させた組
織とすると、この結果のＣｕ合金は、強度が高く、かつ
耐熱疲労割れ性、耐相大割れ性、および耐摩耗性にすぐ
れ、しかも良好な熱伝導性を保持するという知見を得た
のである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、 Ｃｒ： ２．５〜１７％。
て、 Ｃｒ： ２．５〜１７％。
Ｐ ： ０．００５〜０，２５％。
を含有し、さらに必要に応じて、
Ｚｒ ： ０．０２ 〜 １．５％ 。
を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成を有
し、かつ連続鋳造鋳型の長期に亘る使用を可能ならしめ
るのに必要な上記の特性を兼ね備えたＣｕ合金に特徴を
有するものである。
し、かつ連続鋳造鋳型の長期に亘る使用を可能ならしめ
るのに必要な上記の特性を兼ね備えたＣｕ合金に特徴を
有するものである。
つぎに、この発明のＣｕ合金において、成分組成範囲を
上記の通りに限定した理由を説明する。
上記の通りに限定した理由を説明する。
（ａ）Ｃｒ
Ｏｒ酸成分は、上記のように合金強度を向上させ、かつ
耐熱疲労割れ性、耐−粗大割れ性、および耐摩耗性を改
善する作用があるが、その含有量が２．５％未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方１７％を越えて含
有させると、合金の熱伝導性および延性が低下するよう
になるばかりでなく、溶解が困難になることから、その
含有量を２５〜１７％と定めた。
耐熱疲労割れ性、耐−粗大割れ性、および耐摩耗性を改
善する作用があるが、その含有量が２．５％未満では前
記作用に所望の効果が得られず、一方１７％を越えて含
有させると、合金の熱伝導性および延性が低下するよう
になるばかりでなく、溶解が困難になることから、その
含有量を２５〜１７％と定めた。
（ｂ） Ｐ
Ｐ成分には、鋳塊偏析を抑制するほか、初晶として晶出
するＣ「を塩−微細に分散させ、もって合金の機械的強
度を改善する作用があるが、その含有量が、０．００５
％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方０．
２５％を越えて含有させると、熱伝導性が低下するよう
になることから、その含有量を０．００５〜０．２５％
と定めた。
するＣ「を塩−微細に分散させ、もって合金の機械的強
度を改善する作用があるが、その含有量が、０．００５
％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方０．
２５％を越えて含有させると、熱伝導性が低下するよう
になることから、その含有量を０．００５〜０．２５％
と定めた。
（Ｃ）Ｚｒ
Ｚｒ成分には、合金の高温延性、特に２００−・６００
℃の温度範囲における延性を改善すると共に、高温強度
を向上させる作用があるので、これらの特性が要求され
る場合に必要に応じて含有されるが、その含有量が０．
０２％未満では前記作用に所望の改善効果が得られず、
一方１．５％を越えて含有させてもより一層の改善効果
は現われず、逆に溶解が困難になると共に、合金の塑性
加工性が低下するようになることから、その含有量を０
．０２〜１，５％と定めた。
℃の温度範囲における延性を改善すると共に、高温強度
を向上させる作用があるので、これらの特性が要求され
る場合に必要に応じて含有されるが、その含有量が０．
０２％未満では前記作用に所望の改善効果が得られず、
一方１．５％を越えて含有させてもより一層の改善効果
は現われず、逆に溶解が困難になると共に、合金の塑性
加工性が低下するようになることから、その含有量を０
．０２〜１，５％と定めた。
なお、この発明のＣｕ合金において、強度改善をはかる
目的で、いずれも０．０５〜０．５％のＦｅ。
目的で、いずれも０．０５〜０．５％のＦｅ。
Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ａ（＋、およびｌｎのうちの
１種または２種以上、並びに０．０１〜０．１％のＣ２
また耐熱性の一層の向上をはかる目的で、いずれも０．
０５〜０．５％のＡｌＭｇ、Ｔｔ。
１種または２種以上、並びに０．０１〜０．１％のＣ２
また耐熱性の一層の向上をはかる目的で、いずれも０．
０５〜０．５％のＡｌＭｇ、Ｔｔ。
Ｓｉ 、 Ｂｅ 、Ｂ、Ｈｆ 、および希土類のうちの
１種または２種以上、ざらに鋳塊清浄化のための脱酸剤
として、いずれも０．０１〜０．２％のＣａ。
１種または２種以上、ざらに鋳塊清浄化のための脱酸剤
として、いずれも０．０１〜０．２％のＣａ。
Ｌｉ、およびＭ（＋のうちの１種または２種以上を含有
させても、何ら上記の特性がそこなわれるものではない
。
させても、何ら上記の特性がそこなわれるものではない
。
つぎに、この発明のＣ１合金を実施例により具体的に説
明する。
明する。
実施例 １
高周波誘導加熱炉を用い１．真空雰囲気中、黒鉛るつぼ
内でそれぞれ第１表に示される成分組成をもったＣｕ合
金溶湯をそれぞれ５８ｙづつ調整し、金型鋳造し、面側
し、鍛造し、熱間圧延して板厚：２２ｍｍの熱延板とし
ｌｃ後、温度＋１０００℃に１時間保持復水焼入れの熱
処理を行ない、引続いて約４０％の圧下率にて冷間圧延
を行なって板厚：１３ｍｍの冷延板とし、最終的に温度
：４８０℃に１時間保持の熱処理を行なうことによって
本発明Ｃｕ合金板１〜１６および比較Ｃｕ合金板１，２
をぞれぞれ製造した。なお、比較Ｃｕ合金板１゜２は、
いずれも従来連続鋳造鋳型の内壁材として使用されてい
るものである。
内でそれぞれ第１表に示される成分組成をもったＣｕ合
金溶湯をそれぞれ５８ｙづつ調整し、金型鋳造し、面側
し、鍛造し、熱間圧延して板厚：２２ｍｍの熱延板とし
ｌｃ後、温度＋１０００℃に１時間保持復水焼入れの熱
処理を行ない、引続いて約４０％の圧下率にて冷間圧延
を行なって板厚：１３ｍｍの冷延板とし、最終的に温度
：４８０℃に１時間保持の熱処理を行なうことによって
本発明Ｃｕ合金板１〜１６および比較Ｃｕ合金板１，２
をぞれぞれ製造した。なお、比較Ｃｕ合金板１゜２は、
いずれも従来連続鋳造鋳型の内壁材として使用されてい
るものである。
ついで、この結果得られた本、発明Ｃ１合金板１〜１６
および比較Ｃｕ合金板１，２について、常温引張試験、
５００℃での高温引張試験、電気伝導度測定試験、大越
式摩耗試験、および粗大割れの原因と考えられている硫
黄による影響を見る目的で溶融硫黄浸漬試験をそれぞれ
行なった。なお、大越式摩耗試験は、水平に設置した試
験片に対して、上方より直径：３０ａｍＸ幅：３ｍ＋の
寸法をもったＣｒ−Ｍｏ鋼製回転体を、おしつけカニ１
Ｋｇ、回転速度： ４ ｒ、ｐ、ｔの条件でおしつけ、
５分経過後における試験片の摩耗幅を測定することによ
り行ない、また、溶融硫黄浸漬試験は、２５Ｉ！ＩＩｌ
＋×２５ｍ＋＋Ｘ１０ｍｍの寸法に切り出した試験片を
軟鋼製治具に嵌め込んでその一面だけが露出した状態と
し、この状態で温度：３００℃に加熱した溶融硫黄中に
１０分間浸漬後取出して板厚減を測定Ｊることにより行
なった。これらの測定結果を第１表に合せて示した。
および比較Ｃｕ合金板１，２について、常温引張試験、
５００℃での高温引張試験、電気伝導度測定試験、大越
式摩耗試験、および粗大割れの原因と考えられている硫
黄による影響を見る目的で溶融硫黄浸漬試験をそれぞれ
行なった。なお、大越式摩耗試験は、水平に設置した試
験片に対して、上方より直径：３０ａｍＸ幅：３ｍ＋の
寸法をもったＣｒ−Ｍｏ鋼製回転体を、おしつけカニ１
Ｋｇ、回転速度： ４ ｒ、ｐ、ｔの条件でおしつけ、
５分経過後における試験片の摩耗幅を測定することによ
り行ない、また、溶融硫黄浸漬試験は、２５Ｉ！ＩＩｌ
＋×２５ｍ＋＋Ｘ１０ｍｍの寸法に切り出した試験片を
軟鋼製治具に嵌め込んでその一面だけが露出した状態と
し、この状態で温度：３００℃に加熱した溶融硫黄中に
１０分間浸漬後取出して板厚減を測定Ｊることにより行
なった。これらの測定結果を第１表に合せて示した。
第１表に示される結果から、本発明Ｃｕ合金板１〜１６
は、いずれも比較Ｃｕ合金板１，２に比して、多少電気
伝導度は劣るが、常温および高温における強度が高く、
かつ耐摩耗性および耐溶融硫黄侵食性にもすぐれている
ことが明らかである。
は、いずれも比較Ｃｕ合金板１，２に比して、多少電気
伝導度は劣るが、常温および高温における強度が高く、
かつ耐摩耗性および耐溶融硫黄侵食性にもすぐれている
ことが明らかである。
実施例 ２
高周波誘導加熱炉を用い、真空雰囲気中、黒鉛るつぼ内
でそれぞれ第２表に示される成分組成をもったＣｕ合金
溶湯をそれぞれ２５０ Ｋ’ｌづつ溶製し、インゴット
とし、熱間鍛造にて両面：１７゜履 ×長さニア５０ａ
ｍの寸法に加工した後、温度：第 ２ 表 １０００℃に１時間保持接水焼入れ、および温度：４８
０℃に２時間保持の熱処理を施し、引続いて内径：１３
５ａＸ外径：１５５ｍＸ長さ＝６９０ａの寸法に削り出
すことによってチューブラタイプの本発明Ｃｕ合金製鋳
型１〜１１および従来Ｃｕ合金製鋳型１，２をそれぞれ
製造した。
でそれぞれ第２表に示される成分組成をもったＣｕ合金
溶湯をそれぞれ２５０ Ｋ’ｌづつ溶製し、インゴット
とし、熱間鍛造にて両面：１７゜履 ×長さニア５０ａ
ｍの寸法に加工した後、温度：第 ２ 表 １０００℃に１時間保持接水焼入れ、および温度：４８
０℃に２時間保持の熱処理を施し、引続いて内径：１３
５ａＸ外径：１５５ｍＸ長さ＝６９０ａの寸法に削り出
すことによってチューブラタイプの本発明Ｃｕ合金製鋳
型１〜１１および従来Ｃｕ合金製鋳型１，２をそれぞれ
製造した。
ついで、上記本発明ＧＯ合金製鋳型１〜１１および従来
Ｃｕ合金製鋳型１，２を用い、１チヤージの鋳込みＩ：
３０ｔｏｎの条件で炭素鋼の連続鋳造を行ない、その使
用寿命に至るまでのチャージ数を測定した。この測定結
果を第２表に合せて示した。
Ｃｕ合金製鋳型１，２を用い、１チヤージの鋳込みＩ：
３０ｔｏｎの条件で炭素鋼の連続鋳造を行ない、その使
用寿命に至るまでのチャージ数を測定した。この測定結
果を第２表に合せて示した。
第２表に示されるように、本発明００合金製鋳型１〜１
１は、いずれも従来Ｑｕ合金製鋳型１゜２に比して一段
とすぐれた使用寿命を示すことが明らかである。
１は、いずれも従来Ｑｕ合金製鋳型１゜２に比して一段
とすぐれた使用寿命を示すことが明らかである。
なお、本発明Ｃｕ合金製鋳型１〜１１は、（ａ）鋳塊メ
ニスカス部相当位置に発生した熱疲労割れおよび鋳型下
部の摩耗による寸法不良。
ニスカス部相当位置に発生した熱疲労割れおよび鋳型下
部の摩耗による寸法不良。
（ｂ）鋳型下部の摩耗による寸法不良。
上記（ａ）または（ｂ）が原因で使用寿命に至り、一方
従来Ｃ１合金製鋳型１，２は上記（ａ）が原因で使用寿
命に至るものであった。
従来Ｃ１合金製鋳型１，２は上記（ａ）が原因で使用寿
命に至るものであった。
上述のように、この発明のＣＬＩ合金は、きわめて高い
常温および高温強度を有し、かつ耐摩耗性、耐熱疲労割
れ性、および耐相大割れ性にもすぐれているので、これ
らの特性が要求される連続鋳造鋳型として使用した場合
に、きわめて長期に亘ってすぐれた性能を発揮するので
ある。
常温および高温強度を有し、かつ耐摩耗性、耐熱疲労割
れ性、および耐相大割れ性にもすぐれているので、これ
らの特性が要求される連続鋳造鋳型として使用した場合
に、きわめて長期に亘ってすぐれた性能を発揮するので
ある。
出願人 三菱金属株式会社
代理人 富 １）和 夫 外２名
Claims (2)
- （１） Ｃｒ ： ２．５〜１７％。 Ｐ ： ０．００５〜０，２５％。 を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とする澗続鋳造鋳型用Ｃ
ｕ合金。 - （２） Ｃｒ ： ２．５〜１７％。 Ｐ ： ０．００５〜０．２５％。 を含有し、さらに、 Ｚｒ ： ０．０２〜１．５％。 を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とする連続鋳造鋳型用Ｃ
ＬＪ合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27852984A JPS60238432A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 連続鋳造鋳型用Ｃｕ合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27852984A JPS60238432A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 連続鋳造鋳型用Ｃｕ合金 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1400181A Division JPS57131337A (en) | 1981-02-02 | 1981-02-02 | Cu alloy for continuous casting mold |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60238432A true JPS60238432A (ja) | 1985-11-27 |
| JPS6144930B2 JPS6144930B2 (ja) | 1986-10-06 |
Family
ID=17598541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27852984A Granted JPS60238432A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 連続鋳造鋳型用Ｃｕ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60238432A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62182238A (ja) * | 1986-02-06 | 1987-08-10 | Mitsubishi Metal Corp | 連続鋳造鋳型用Ｃｕ合金 |
| JPS62182239A (ja) * | 1986-02-06 | 1987-08-10 | Mitsubishi Metal Corp | 連続鋳造鋳型用Ｃｕ合金 |
| JPS6324028A (ja) * | 1986-06-20 | 1988-02-01 | カ−ベル−ウント・メタルウエルケ・グ−テホフヌングスヒユツテ・アクチエンゲゼルシヤフト | 銅合金および連続鋳造鋳型用工作材料としてのその用途 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0711030U (ja) * | 1993-07-23 | 1995-02-14 | 東光株式会社 | セラミックフィルタ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS508729A (ja) * | 1973-04-13 | 1975-01-29 |
-
1984
- 1984-12-27 JP JP27852984A patent/JPS60238432A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS508729A (ja) * | 1973-04-13 | 1975-01-29 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62182238A (ja) * | 1986-02-06 | 1987-08-10 | Mitsubishi Metal Corp | 連続鋳造鋳型用Ｃｕ合金 |
| JPS62182239A (ja) * | 1986-02-06 | 1987-08-10 | Mitsubishi Metal Corp | 連続鋳造鋳型用Ｃｕ合金 |
| JPS6324028A (ja) * | 1986-06-20 | 1988-02-01 | カ−ベル−ウント・メタルウエルケ・グ−テホフヌングスヒユツテ・アクチエンゲゼルシヤフト | 銅合金および連続鋳造鋳型用工作材料としてのその用途 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6144930B2 (ja) | 1986-10-06 |
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