JPS6117891B2 - - Google Patents
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- JPS6117891B2 JPS6117891B2 JP1400181A JP1400181A JPS6117891B2 JP S6117891 B2 JPS6117891 B2 JP S6117891B2 JP 1400181 A JP1400181 A JP 1400181A JP 1400181 A JP1400181 A JP 1400181A JP S6117891 B2 JPS6117891 B2 JP S6117891B2
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Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Description
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、および耐粗大割れ性を
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、鋳型内面の鋳塊メニスカ
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
であつた。 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、使用寿命の延命化
がはかれるようになつてはきたが、この鋳型にお
いても、フラツクス中に不可避不純物として含有
する硫横(S)によつ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、この粗大割れによつて使用不能と
なるなど必ずしも満足する使用寿命を示さないも
のであつた。 一方、このようなことから、鋳型内面に、耐熱
皮労割れ性のすぐれたNiや、Sによる粒界侵食
に対してすぐれた低抗を有するCrをメツキある
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こりやすいために割れが
内部にまで進展し、粗大割れにつながるなど使用
寿命の延命化をはかることは困難であつた。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、鋳型内面にメツ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、および耐粗大
割れ性を具備した材料を得べく研究を行なつた結
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つたが、ここに従
来考えられていたCrの最大含有量である約1%
をはるかに越えて多量のCrをCu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、耐粗大割れ性、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
のであつて、 Cr:2.5〜17% Zr:0.28%〜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。 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。 (a) Cr Cr成分には、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2.5〜17%と定めた。 (b) 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が、その含有
量が0.28%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0.28%〜
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、
Ni、Co、Cd、Sn、Ag、およびInのうちの1種ま
たは2種以上、並びに0.01〜0.1%のC、または
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Al、Mg、Ti、Si、Be、B、Hf、お
よび希土類のうちの1種または2種以上、さらに
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Mg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。 つぎに、この発明のCu合金を実施例により具
体的に説明する。 実施例 1 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1表に示される成分組成を
もつたCu合金溶湯をそれぞれ5Kgづつ調整し、
金型鋳造し、面削し、鋳造し、熱間圧延して板
厚:22mmの熱延板とした後、温度:1000℃に1時
間保持後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つて板厚:
摩耗性、耐熱疲労割れ性、および耐粗大割れ性を
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、鋳型内面の鋳塊メニスカ
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
であつた。 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、使用寿命の延命化
がはかれるようになつてはきたが、この鋳型にお
いても、フラツクス中に不可避不純物として含有
する硫横(S)によつ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、この粗大割れによつて使用不能と
なるなど必ずしも満足する使用寿命を示さないも
のであつた。 一方、このようなことから、鋳型内面に、耐熱
皮労割れ性のすぐれたNiや、Sによる粒界侵食
に対してすぐれた低抗を有するCrをメツキある
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こりやすいために割れが
内部にまで進展し、粗大割れにつながるなど使用
寿命の延命化をはかることは困難であつた。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、鋳型内面にメツ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、および耐粗大
割れ性を具備した材料を得べく研究を行なつた結
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つたが、ここに従
来考えられていたCrの最大含有量である約1%
をはるかに越えて多量のCrをCu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、耐粗大割れ性、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
のであつて、 Cr:2.5〜17% Zr:0.28%〜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。 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。 (a) Cr Cr成分には、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2.5〜17%と定めた。 (b) 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が、その含有
量が0.28%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0.28%〜
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、
Ni、Co、Cd、Sn、Ag、およびInのうちの1種ま
たは2種以上、並びに0.01〜0.1%のC、または
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Al、Mg、Ti、Si、Be、B、Hf、お
よび希土類のうちの1種または2種以上、さらに
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Mg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。 つぎに、この発明のCu合金を実施例により具
体的に説明する。 実施例 1 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1表に示される成分組成を
もつたCu合金溶湯をそれぞれ5Kgづつ調整し、
金型鋳造し、面削し、鋳造し、熱間圧延して板
厚:22mmの熱延板とした後、温度:1000℃に1時
間保持後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つて板厚:
【表】
13mmの冷延板として、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つて本発明
Cu合金板1〜10および比較Cu合金板1、2をそ
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Cu合金板1
〜10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つた。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:30mm×幅:3mmの寸法をもつ
たCr−Moの鋼製回転体を、おしつけ力:1Kg、
回転速度:4r.p.m.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、溶融硫黄漬試験は、25mm×25mm×
10mm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、その
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することにより行
なつた。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
1〜10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
もつたCu合金溶湯をそれぞれ250Kgづつ溶製し、
インゴツトとし、熱間鍛造にて断面:170mm□×
長さ:750mmの寸法に加工した後、温度:1000℃
に1時間保持後水焼入れ、および温度:480℃に
2時間保持の熱処理を施し、引続いて内径:135
mm□×外径:155mm□×長さ:690mmの寸法に削り
出すことによつてチユーブラタイプの本発明Cu
合金製鋳型1〜6および従来Cu合金製鋳型1、
2をそれぞれ製造した。
時間保持の熱処理を行なうことによつて本発明
Cu合金板1〜10および比較Cu合金板1、2をそ
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Cu合金板1
〜10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つた。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:30mm×幅:3mmの寸法をもつ
たCr−Moの鋼製回転体を、おしつけ力:1Kg、
回転速度:4r.p.m.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、溶融硫黄漬試験は、25mm×25mm×
10mm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、その
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することにより行
なつた。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
1〜10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
もつたCu合金溶湯をそれぞれ250Kgづつ溶製し、
インゴツトとし、熱間鍛造にて断面:170mm□×
長さ:750mmの寸法に加工した後、温度:1000℃
に1時間保持後水焼入れ、および温度:480℃に
2時間保持の熱処理を施し、引続いて内径:135
mm□×外径:155mm□×長さ:690mmの寸法に削り
出すことによつてチユーブラタイプの本発明Cu
合金製鋳型1〜6および従来Cu合金製鋳型1、
2をそれぞれ製造した。
【表】
ついで、上記本発明Cu合金製鋳型1〜6およ
び従来Cu合金製鋳型1、2を用い、1チヤージ
の鋳込み量: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ヤージ数を
測定した。その測定結果を第2表に合せて示し
た。 第2表に示されるように、本発明Cu合金製鋳
型1〜6は、いずれも従来Cu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1〜6
は、いずれも鋳型変形が原因で使用寿命に至り、
また従来Cu合金製鋳型1、2は、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が原因で使用寿命に至る
ものであつた。 上述のように、この発明のCu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、耐熱疲割れ性、および耐粗大割れ性にもすぐ
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
亘つてすぐれた性能を発揮するのである。
び従来Cu合金製鋳型1、2を用い、1チヤージ
の鋳込み量: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ヤージ数を
測定した。その測定結果を第2表に合せて示し
た。 第2表に示されるように、本発明Cu合金製鋳
型1〜6は、いずれも従来Cu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1〜6
は、いずれも鋳型変形が原因で使用寿命に至り、
また従来Cu合金製鋳型1、2は、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が原因で使用寿命に至る
ものであつた。 上述のように、この発明のCu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、耐熱疲割れ性、および耐粗大割れ性にもすぐ
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
亘つてすぐれた性能を発揮するのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 Cr:2.5〜17%、 Zr:0.28〜1.5%、 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Cu合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1400181A JPS57131337A (en) | 1981-02-02 | 1981-02-02 | Cu alloy for continuous casting mold |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1400181A JPS57131337A (en) | 1981-02-02 | 1981-02-02 | Cu alloy for continuous casting mold |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27852984A Division JPS60238432A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 連続鋳造鋳型用Cu合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS57131337A JPS57131337A (en) | 1982-08-14 |
JPS6117891B2 true JPS6117891B2 (ja) | 1986-05-09 |
Family
ID=11848975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1400181A Granted JPS57131337A (en) | 1981-02-02 | 1981-02-02 | Cu alloy for continuous casting mold |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS57131337A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200014262A (ko) | 2017-05-30 | 2020-02-10 | 아루멕쿠스 피이 가부시키가이샤 | 표면처리장치 및 반송 지그 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59159243A (ja) * | 1983-03-02 | 1984-09-08 | Hitachi Ltd | 鋳造用金型 |
-
1981
- 1981-02-02 JP JP1400181A patent/JPS57131337A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200014262A (ko) | 2017-05-30 | 2020-02-10 | 아루멕쿠스 피이 가부시키가이샤 | 표면처리장치 및 반송 지그 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS57131337A (en) | 1982-08-14 |
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