JPS6140291B2

JPS6140291B2 -

Info

Publication number: JPS6140291B2
Application number: JP3260083A
Authority: JP
Inventors: Masaki Morikawa; Kunio Kishida
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1983-02-28
Filing date: 1983-02-28
Publication date: 1986-09-08
Also published as: JPS59159957A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、引張強さ：50Kg/mm²以上の高強
度、並びにすぐれた耐海水腐食性および熱間加工
性、特に熱間鍛造性を有するCu合金に関するも
のである。従来、例えば汚染海水を高速で輸送するライン
パイプの弁体には、高強度と良好な耐海水腐食性
が要求されることから、JIS・AlBC2（Al：８〜
10.5％、Fe：2.5〜５％、Ni：１〜３％、Mn：
1.5％以下）として規定されている鋳物用Cu合金
が使用されている。しかし、この従来Cu合金は、引張強さ：50Kg/
mm²以上の高強度を有し、かつ比較的良好な耐海水
腐食性をもつものの、鋳造用であるために生産性
の点で問題があり、さらに最近の著しく汚染の進
んだ海水に対しては十分満足する耐食性を示さな
いのが現状である。このようなことから、生産性の点で熱間加工
性、特に熱間鍛造性にすぐれ、かつ汚染海水に対
してすぐれた耐食性を示す高強度度材料の開発が
強く望まれていた。そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、耐海水腐食性および熱間加工性にすぐれた高
強度材料を開発すべく研究を行なつた結果、重量
％で、 Mn：７〜22％、 Zn：25〜35％、 Ni：３〜8.5％ FeおよびTiのうちの１種または２種：0.1〜2.5
％、 AlおよびSiのうちの１種または２種：0.1〜２
％、を含有し、さらに必要に応じて、 SnおよびCoのうちの１種または２種：0.1〜
２％と、ＰおよびAsのうちの１種または２種：0.01〜
0.1％と、 Pb：0.01〜0.1％と、からなる群のうちの１種または２種以上を含有
し、残りがCuと不可避不純物からなる組成を有
するCu合金は、引張強さ：50Kg/mm²以上の高強度
を有し、かつ海水、特に汚染海水に対してもすぐ
れた耐食性を示すと共に、熱間加工性、特に熱間
鍛造性にすぐれたものであ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、以下に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) Mn Mn成分には、合金の強度および熱間加工性を
向上させる作用があるので、その含有量が７％未
満では前記作用に所望の効果が得られず、一方22
％を越えて含有させると、溶解歩留が著しく低下
するようになることから、その含有量を７〜22％
と定めた。 (b) Zn Zn成分には、合金の強度を高めると共に、熱
間加工性、特に熱間鍛造性を著しく改善する作用
があるが、その含有量が25％未満では、特に苛酷
な熱間鍛造に際して欠肉や割れが発生し易くなる
ばかりでなく、鍛造金型の寿命低下の原因ともな
り、一方35％を越えて含有させると、耐海水腐食
性および合金の常温伸びの低下が著しく、靭性不
足をきたすようになることから、その含有量を25
〜35％と定めた。 (c) Ni Ni成分には、耐食性、特に耐海水腐食性を向
上させる作用があるが、その含有量が３％未満で
は所望のすぐれた耐海水腐食性を確保することが
できず、一方8.5％を越えて含有させると、合金
強度が低下し、かつ熱間加工性も劣化して、熱間
押出しや熱間鍛造などが困難になることから、そ
の含有量を３〜8.5％と定めた。 (d) FeおよびTi これらの成分には、結晶粒を微細化し、これに
よつて熱間加工材の靭性を向上させ、さらに耐海
水腐食性を向上させる作用があるが、その含有量
が0.1％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方2.5％を越えて含有させると、鍛造欠陥
が発生し易くなるばかりでなく、熱間加工材の靭
性が低下するようになることから、その含有量を
0.1〜2.5％と定めた。 (e) AlおよびSi これらの成分には、脱酸作用があるほか、合金
の強度を向上させ、かつ合金の溶解および鍛造性
を改善し、さらに熱間加工性を一段と向上させる
作用があるが、その含有量が0.1％未満では前記
作用に所望の効果が得られず、一方２％を越えて
含有させると合金の伸びが低下し、さらに耐海水
腐食性を劣化するようになることから、その含有
量を0.1〜２％と定めた。 (f) SnおよびCo これらの成分には、合金の強度をさらに一段と
向上させる作用があるので、特により一層の高強
度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0.1％未満では所望の強度向上
効果が得られず、一方２％を越えて含有されると
合金の靭性が低下するようになることから、その
含有量を0.1〜２％と定めた。 (g) ＰおよびAs これらの成分には、腐食環境下での合金表面よ
りの脱亜鉛を著しく抑制し、もつて耐食性、特に
耐海水腐食性をより一段と向上させる作用がある
ので、高度の耐海水腐食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0.01％未
満では前記作用に所望の向上効果が得られず、一
方0.1％を越えて含有させると熱間加工性が劣化
するようになることから、その含有量を0.01〜
0.1％と定めた。 (h) Pb Pb成分には、合金の被削性を向上させる作用
があるので、特にすぐれた被削性が要求される場
合に必要に応じて含有されるが、その含有量が
0.01％未満では所望の被削性を確保することがで
きず、一方0.1％を越えて含有させると、熱間鍛
造時に鍛造割れが発生し易くなることから、その
含有量を0.01〜0.1％と定めた。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。実施例通常の高周波誘導炉を用い、黒鉛るつぼ中に
て、それぞれ第１表に示される成分組成をもつた
本発明Cu合金１〜44、比較Cu合金１〜11、およ
び従来Cu合金（JIS・AlBC2）を溶製し、金型に
鋳造して直径：200mmφ×長さ：400mmの寸

【表】

【表】法をもつたビレツトとした。なお、比較Cu合金
１〜11は、いずれも構成成分のうちのいずれかの
成分含有量（第１表に※印を付したもの）がこの
発明の範囲から外れた組成を有するものである。ついで、この結果得られた各種のビレツトを、
750℃に加熱した状態で、1500ton押出し機を用い
て直径：40mmφの丸棒に熱間押出し加工を行な
い、この時の押出し圧力および押出し歩留りを測
定することによつて熱間押出し加工法を評価し
た。なお、押出し歩留りは、押出し加工後の丸棒
の両端部不良部分を切除し、この切除後の丸棒の
重量が前記ビレツトの重量に占める割合で示し
た。また、上記の熱間押出し加工後の丸棒より直
径：40mmφ×長さ：100mmの寸法をもつた試験片
を切出し、この試験片を700℃に加熱した状態
で、150tonクランクプレス機（金型温度：250
℃）にて、直径：110mmφ×厚さ：13.4mmの円板
に熱間鍛造し、熱間鍛造後の円板に発生した欠肉
や割れを観察し、これらの欠陥の全くな

【表】

【表】い場合を〇印、わずかでも欠陥の発生があつた場
合を×印で評価した。さらに、上記の熱間押出し加工後の丸棒より、
幅：25mm×長さ：70mm×厚さ：３mmの寸法をもつ
た試験片を切出し、この試験片を用い、JIS規格
に則して200時間の塩水噴霧試験を行ない、試験
後の腐食減量を測定し、耐海水腐食性を評価し
た。また、さらに上記の熱間押出し加工後の丸棒よ
り引張試験片を切出し、引張強さを測定した。こ
れらの測定結果を第２表に示した。第２表に示される結果から、本発明Cu合金１
〜44は、いずれも従来Cu合金に比してすぐれた
熱間加工性および耐海水腐食性を示し、かつ著し
く高い強度をもつことが明らかである。一方、比
較Cu合金１〜11に見られるように、構成成分の
うちのいずれかの成分含有量でもこの発明の範囲
から外れると前記の特性のうち少なくともいずれ
かの特性が劣つたものになるのである。上述のように、この発明のCu合金は、高強度
を有し、かつ耐海水腐食性および熱間加工性にも
すぐれているので、これらの特性が要求される、
例えば海水輸送用ラインパイプにおける弁体など
の製造に用いた場合、著しく長期に亘つてすぐれ
た性能を発揮するのである。

Claims

【特許請求の範囲】１ Mn：７〜22％、 Zn：25〜35％、 Ni：３〜8.5％ FeおよびTiのうちの１種または２種：0.1〜25
％、 AlおよびSiのうちの１種または２種：0.1〜２
％、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耐海
水腐食性および熱間加工性にすぐれた高強度Cu
合金。２ Mn：７〜22％、 Zn：25〜35％、 Ni：３〜8.5％、 FeおよびTiのうちの１種または２種：0.1〜2.5
％、 AlおよびSiのうちの１種または２種：0.1〜２
％、を含有し、さらに、 SnおよびCoのうちの１種または２種：0.1〜２
％、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耐海
水腐食性および熱間加工性にすぐれた高強度Cu
合金。３ Mn：７〜22％、 Zn：25〜35％、 Ni：３〜8.5％、 FeおよびTiのうちの１種または２種：0.1〜2.5
％、 AlおよびSiのうちの１種または２種：0.1〜２
％、を含有し、さらに、ＰおよびAsのうちの１種または２種：0.01〜
0.1％、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耐海
水腐食性および熱間加工性にすぐれた高強度Cu
合金。４ Mn：７〜22％、 Zn：25〜35％、 Ni：３〜8.5％、 FeおよびTiのうちの１種または２種：0.1〜2.5
％、 AlおよびSiのうちの１種または２種：0.1〜２
％、を含有し、さらに、 Pb：0.01〜0.1％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耐海
水腐食性および熱間加工性にすぐれた高強度Cu
合金。５ Mn：７〜22％、 Zn：25〜35％、 Ni：３〜8.5％、 FeおよびTiのうちの１種または２種：0.1〜2.5
％、 AlおよびSiのうちの１種または２種：0.1〜２
％、を含有し、さらに、 SnおよびCoのうちの１種または２種：0.1〜
２％と、ＰおよびAsのうちの１種または２種：0.01〜
0.1％と、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耐海
水腐食性および熱間加工性にすぐれた高強度Cu
合金。６ Mn：７〜22％、 Zn：25〜35％、 Ni：３〜8.5％、 FeおよびTiのうちの１種または２種：0.1〜2.5
％、 AlおよびSiのうちの１種または２種：0.1〜２
％、を含有し、さらに、 SnおよびCoのうちの１種または２種：0.1〜
２％と、 Pb：0.01〜0.1％と、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耐海
水腐食性および熱間加工性にすぐれた高強度Cu
合金。７ Mn：７〜22％、 Zn：25〜35％、 Ni：３〜8.5％、 FeおよびTiのうちの１種または２種：0.1〜2.5
％、 AlおよびSiのうちの１種または２種：0.1〜２
％、を含有し、さらに、ＰおよびAsのうちの１種または２種：0.01
〜0.1％と、 Pb：0.01〜0.1％と、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耐海
水腐食性および熱間加工性にすぐれた高強度Cu
合金。８ Mn：７〜22％、 Zn：25〜35％、 Ni：３〜8.5％ FeおよびTiのうちの１種または２種：0.1〜2.5
％、 AlおよびSiのうちの１種または２種：0.1〜２
％、を含有し、さらに、 SnおよびCoのうちの１種または２種：0.1〜
２％と、ＰおよびAsのうちの１種または２種：0.01〜
0.1％と、 Pb：0.01〜0.1％と、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耐海
水腐食性および熱間加工性にすぐれた高強度Cu
合金。