JPS63165080A - 球状黒鉛鋳鉄および鋼ならびに球状黒鉛鋳鉄と鋼とを結合する結合要素からなる構成部材、およびその製造法 - Google Patents
球状黒鉛鋳鉄および鋼ならびに球状黒鉛鋳鉄と鋼とを結合する結合要素からなる構成部材、およびその製造法Info
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- JPS63165080A JPS63165080A JP62237602A JP23760287A JPS63165080A JP S63165080 A JPS63165080 A JP S63165080A JP 62237602 A JP62237602 A JP 62237602A JP 23760287 A JP23760287 A JP 23760287A JP S63165080 A JPS63165080 A JP S63165080A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/50—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
-
- 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
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
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- B23K35/3093—Fe as the principal constituent with other elements as next major constituents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
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- C21D2251/00—Treating composite or clad material
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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
本発明は、球状黒鉛鋳鉄のそれ自体劣悪な溶接可能性を
示す結合方法を低い炭素含量の鉄材料を用いてさらに発
展させかつ改善することに関する。
示す結合方法を低い炭素含量の鉄材料を用いてさらに発
展させかつ改善することに関する。
殊に、本発明は、球状黒鉛鋳鉄と鋼とを溶融溶接により
結合する方法に関する。
結合する方法に関する。
従来の技術
球状黒鉛鋳鉄／鋼の溶接結合は、得るのが特に困難であ
る。それというのも、低い炭素含量の側で炭化物の形成
を伴なって炭化が生じ、この炭化により脆い硬質領域が
形成され、この形成は、灼熱することによってももはや
解消することができないからである。
る。それというのも、低い炭素含量の側で炭化物の形成
を伴なって炭化が生じ、この炭化により脆い硬質領域が
形成され、この形成は、灼熱することによってももはや
解消することができないからである。
なかんずく、球状黒鉛鋳鉄／鋼の結合を次の方法の１つ
によシ実施することは、既に提案されている： １、結合すべき球状黒鉛鋳鉄表面を約２朋の深さで脱炭
すること。鉄電極を用いて溶接すること。
によシ実施することは、既に提案されている： １、結合すべき球状黒鉛鋳鉄表面を約２朋の深さで脱炭
すること。鉄電極を用いて溶接すること。
これは、４８時間までの時間および９００ ’Ｃ〜９５
０℃の温度で脱炭灼熱することを必要とする。この種の
灼熱は費用がかがシ、球状黒鉛鋳鉄品が著しく変形する
危険がある。
０℃の温度で脱炭灼熱することを必要とする。この種の
灼熱は費用がかがシ、球状黒鉛鋳鉄品が著しく変形する
危険がある。
２、Ｎｉ７０重量％およびＦｅ５０重景チを有するＦｅ
／Ｎｉ電極を用いて溶接すること（ウー。
／Ｎｉ電極を用いて溶接すること（ウー。
チー、（−、シュヴアイスマテリアル社（ＵＴＰ−Ｓｃ
ｈｗｅｉｓｓｍａｔｅｒｉａｌ ＡＧ）、スイス国−４
３１０ライン７ｘルチン（Ｒｈｅｉｎｆｅｌｄｅｎ ）
在；コル７ ｘル） （Ｇ、 Ｋｏｒｆｅｌｄ ）著、
′鉄錆造品を溶接するための添加物（Ｚｕｓｉｔｚ ｚ
ｕｍＳｃｈｗｅｉｓｓｅｎ ｖｏｎ Ｅｉｓｅｎｇｕｓ
ｓｗｅｒｋｓｔｊｉｃｋｅｎ）”、キーセライ（Ｇｉｅ
ｓｓｅｒｅｉ）第６９巻、１９８２年、第１１２頁〜第
１１９頁中、参照）。
ｈｗｅｉｓｓｍａｔｅｒｉａｌ ＡＧ）、スイス国−４
３１０ライン７ｘルチン（Ｒｈｅｉｎｆｅｌｄｅｎ ）
在；コル７ ｘル） （Ｇ、 Ｋｏｒｆｅｌｄ ）著、
′鉄錆造品を溶接するための添加物（Ｚｕｓｉｔｚ ｚ
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ｓｗｅｒｋｓｔｊｉｃｋｅｎ）”、キーセライ（Ｇｉｅ
ｓｓｅｒｅｉ）第６９巻、１９８２年、第１１２頁〜第
１１９頁中、参照）。
この方法は、制限され、多くの場合に修理作業にのみ使
用可能である。溶接材料は、熱亀裂に対して敏感であシ
、かつ低い機械的強さのみを有する。
用可能である。溶接材料は、熱亀裂に対して敏感であシ
、かつ低い機械的強さのみを有する。
３、鋼からなる結合すべき構成部材（管、棒）を球状黒
鉛鋳鉄品中に注型すること、鋼構成部材中での凸凹（孔
、膨らみ、節等）によって固定することは保証さ九、す
なわち主として機械的性質を有し、冶金的性質は有しな
い。鋼構成部材中の脆い縁領域は、必然的に大きい面積
で亀裂を生じるので、この方法で緊密な結合を得ること
はできない。
鉛鋳鉄品中に注型すること、鋼構成部材中での凸凹（孔
、膨らみ、節等）によって固定することは保証さ九、す
なわち主として機械的性質を有し、冶金的性質は有しな
い。鋼構成部材中の脆い縁領域は、必然的に大きい面積
で亀裂を生じるので、この方法で緊密な結合を得ること
はできない。
前記の記載から、球状黒鉛鋳鉄からなる構成部材を鋼か
らなるかかるものに溶接するのに適当な方法が欠けてい
ることは、明らかなことであシ、この場合この溶接領域
は、少なくとも球状黒鉛鋳鉄の機械的性質を有するはず
である。
らなるかかるものに溶接するのに適当な方法が欠けてい
ることは、明らかなことであシ、この場合この溶接領域
は、少なくとも球状黒鉛鋳鉄の機械的性質を有するはず
である。
発明が解決しようとする問題点
本発明の課題は、亀裂および非緊密性を導く脆い硬質領
域が回避されるように、球状黒鉛鋳鉄と鋼とを溶融溶接
によシ結合する方法を記載することである。この方法は
、簡単な手段で実施可能であシ、かつ経済的であるはず
である。
域が回避されるように、球状黒鉛鋳鉄と鋼とを溶融溶接
によシ結合する方法を記載することである。この方法は
、簡単な手段で実施可能であシ、かつ経済的であるはず
である。
問題点を解決するための手段
この課題は、首記した方法の場合に添加材料として２〜
４重景チの珪素含量を有する鉄合金を使用し、添加材料
には付加的に球状の形の炭素を析出するための接種剤が
溶接領域で添加されていることによって解決される。
４重景チの珪素含量を有する鉄合金を使用し、添加材料
には付加的に球状の形の炭素を析出するための接種剤が
溶接領域で添加されていることによって解決される。
実施例
次に、本発明を図面によって詳説した実施例につき記載
する。
する。
第１図は、合金した添加材料を用いて多層に直接に溶接
することによる球状黒鉛鋳鉄と鋼との間の結合を示す略
図（横断面図）である。この場合、判シ易くするために
、■字形継目と呼称される。勿論、この方法の場合には
、Ｕ字形継目、■字形継目またはスミ肉溶接継目等と記
載することもできる。■字形継目は、埋設された球状黒
鉛２を有する球状黒鉛鋳鉄からなる板である。３は、鋼
（低炭素含量を有する鉄合金）からなる板である。牛は
、Ｓｉ−合金した添加材料を用いて結合溶接した部分で
あり、この結合溶接した部分は、一般に多層に形成され
ている。比較的微粒状の球状黒鉛が析出していることは
、黒い斑点によって示されている。
することによる球状黒鉛鋳鉄と鋼との間の結合を示す略
図（横断面図）である。この場合、判シ易くするために
、■字形継目と呼称される。勿論、この方法の場合には
、Ｕ字形継目、■字形継目またはスミ肉溶接継目等と記
載することもできる。■字形継目は、埋設された球状黒
鉛２を有する球状黒鉛鋳鉄からなる板である。３は、鋼
（低炭素含量を有する鉄合金）からなる板である。牛は
、Ｓｉ−合金した添加材料を用いて結合溶接した部分で
あり、この結合溶接した部分は、一般に多層に形成され
ている。比較的微粒状の球状黒鉛が析出していることは
、黒い斑点によって示されている。
第２図には、合金した添加材料を用いて多層に表面溶接
した部分および合金してない添加材料を用いて結合溶接
した部分によシ球状黒鉛鋳鉄と鋼との間の結合を示す横
断面が略示されている。球状黒鉛２を有する球状黒鉛鋳
鉄１からなる板は、Ｓｉ−合金した添加材料を用いて表
面溶接した部分を有する。５は、この表面溶接した部分
の第１の層に相当し、６は、その第２の層に相当する。
した部分および合金してない添加材料を用いて結合溶接
した部分によシ球状黒鉛鋳鉄と鋼との間の結合を示す横
断面が略示されている。球状黒鉛２を有する球状黒鉛鋳
鉄１からなる板は、Ｓｉ−合金した添加材料を用いて表
面溶接した部分を有する。５は、この表面溶接した部分
の第１の層に相当し、６は、その第２の層に相当する。
元来の結合溶接した部分７は、合金してない添加材料で
形成されている。３は、鋼からなる板である。
形成されている。３は、鋼からなる板である。
第３図には、合金した添加材料およびそれに続く合金し
てない添加材料を用いて多層に表面溶接した、溶接析出
物からなる部分ならびに合金してない添加材料を用いて
結合溶接した部分による球状黒鉛鋳鉄と鋼との間の結合
を示す横断面が略示されている。参照符号１．２．３゜
５．６および７は、正確に第２図のものに相当する。合
金した添加材料を用いて表面溶接した部分５．６以外に
、なお合金してない添加材料を用いてさらに２層に表面
溶接した部分が存在する。８は、この表面溶接した第１
の層に相当し、９は、その第２の層に相当する。
てない添加材料を用いて多層に表面溶接した、溶接析出
物からなる部分ならびに合金してない添加材料を用いて
結合溶接した部分による球状黒鉛鋳鉄と鋼との間の結合
を示す横断面が略示されている。参照符号１．２．３゜
５．６および７は、正確に第２図のものに相当する。合
金した添加材料を用いて表面溶接した部分５．６以外に
、なお合金してない添加材料を用いてさらに２層に表面
溶接した部分が存在する。８は、この表面溶接した第１
の層に相当し、９は、その第２の層に相当する。
第４図には、合金した添加材料および合金してない添加
材料を用いて表面溶接した場合の溶接析出物による金属
組織学的横断面が略示されている。この図面は、組織構
造の領域的構成を示す。２は、出発状態の場合の熱によ
り不変の球状黒鉛鋳鉄の球状黒鉛である。１ｏは、球状
黒鉛鋳鉄の再び冷却した、凝固した溶融領域の球状黒鉛
である。１１は、Ｓｉ−合金した添加材料を用いて表面
溶接した第１の層の球状黒鉛であり、１２は、同じ添加
材料を用いた場合の第２の層の相当する黒鉛を示す。Ａ
は、不変の球状黒鉛鋳鉄の領域である。Ｂは、球状黒鉛
鋳鉄の溶融領域の検出された材料を表わす。Ｃは、Ｓｉ
−合金した添加材料を用いて表面溶接した第１の層の溶
接析出物である。Ｄは、同じ添加材料を用いて表面溶接
した第２の層の溶接析出物に相当する。Ｅは、表面溶接
した第１の層の溶接析出物であり、Ｆは、合金してない
添加材料を用いて表面溶接した第２の層の溶接析出物で
ある。図面は、その他の点ではおのずから明らかとなる
。なお、領域中で大量の硬質で脆い炭化物は決して析出
されないことに注目すべきである。全領域の地は、主と
してフェライトの性質を有するかないしはフエライトー
ノや一ライトの性質を有する。
材料を用いて表面溶接した場合の溶接析出物による金属
組織学的横断面が略示されている。この図面は、組織構
造の領域的構成を示す。２は、出発状態の場合の熱によ
り不変の球状黒鉛鋳鉄の球状黒鉛である。１ｏは、球状
黒鉛鋳鉄の再び冷却した、凝固した溶融領域の球状黒鉛
である。１１は、Ｓｉ−合金した添加材料を用いて表面
溶接した第１の層の球状黒鉛であり、１２は、同じ添加
材料を用いた場合の第２の層の相当する黒鉛を示す。Ａ
は、不変の球状黒鉛鋳鉄の領域である。Ｂは、球状黒鉛
鋳鉄の溶融領域の検出された材料を表わす。Ｃは、Ｓｉ
−合金した添加材料を用いて表面溶接した第１の層の溶
接析出物である。Ｄは、同じ添加材料を用いて表面溶接
した第２の層の溶接析出物に相当する。Ｅは、表面溶接
した第１の層の溶接析出物であり、Ｆは、合金してない
添加材料を用いて表面溶接した第２の層の溶接析出物で
ある。図面は、その他の点ではおのずから明らかとなる
。なお、領域中で大量の硬質で脆い炭化物は決して析出
されないことに注目すべきである。全領域の地は、主と
してフェライトの性質を有するかないしはフエライトー
ノや一ライトの性質を有する。
実施例１
第１図を参照。
球状黒鉛鋳鉄１からなる板および低炭素鋼３からなる板
をＳｉ−合金した添加材料を用いて直接にアーク溶接す
ることによって相互に結合した。これらの板は、次の寸
法を有していた：幅＝１００１１１ 長さ＝２０ＣＩｍ 厚さ＝２０朋 球状黒鉛鋳鉄は、次の組成を有していた二〇＝３．２重
量％ Ｓｉ＝１．９重量％ Ｍｎ ＝０．６重量％ Ｎ１＝ｌ、４重量％ Ｍｇ ＝０．０６重量％ Ｆｅ十不純物＝残分 ＤＩＮ１７１００による商標Ｓｔ ３７ を有する鋼
３は、次の組成を有していた： Ｃ＝ ０．２重量％ Ｐ ＝ ０．０５重量％ Ｓ−０，０５重量％ Ｆ ｅ＋Ｓ ｉ 十Ｍｎ ＝残分 溶接電極および相当する電極被覆の化学組成は、アーク
溶接の際に次の組成の溶接析出物が生じるように定めら
れていた： ｃ＝ｏ、ｏａ重量％ Ｍｎ＝０．４５重量％ Ｓｉ＝３．０重量％ Ａｚ＝Ｏ，Ｏ○７５重ｉチ Ｍｏ＝０．５５重量％ Ｃｅ ＝ｏ、ｏ Ｏｌ ３重量％ Ｍｇ＝０．０００６重量％ Ｚｒ＝０．０４重量％ Ｓ＝０．００４重量％ Ｐ ＝０．０１重量％ Ｆｅ＝残分 溶接すべき板を溶接過程前に約４００ ”Ｏに予熱し、
溶接範囲を３５０℃〜５００ ”Ｃに保持した。溶接継
目の完成後、工作物を冷却することなしに直ちに７００
″Ｃ〜７１０″Ｃの灼熱温度に加熱し、この温度を６時
間保持した。この場合、起こシ得る、溶接領域中で形成
された炭化物は、軟化炭素に変わる（第４図をも参照）
。その後に、工作物を炉中で冷却させた。
をＳｉ−合金した添加材料を用いて直接にアーク溶接す
ることによって相互に結合した。これらの板は、次の寸
法を有していた：幅＝１００１１１ 長さ＝２０ＣＩｍ 厚さ＝２０朋 球状黒鉛鋳鉄は、次の組成を有していた二〇＝３．２重
量％ Ｓｉ＝１．９重量％ Ｍｎ ＝０．６重量％ Ｎ１＝ｌ、４重量％ Ｍｇ ＝０．０６重量％ Ｆｅ十不純物＝残分 ＤＩＮ１７１００による商標Ｓｔ ３７ を有する鋼
３は、次の組成を有していた： Ｃ＝ ０．２重量％ Ｐ ＝ ０．０５重量％ Ｓ−０，０５重量％ Ｆ ｅ＋Ｓ ｉ 十Ｍｎ ＝残分 溶接電極および相当する電極被覆の化学組成は、アーク
溶接の際に次の組成の溶接析出物が生じるように定めら
れていた： ｃ＝ｏ、ｏａ重量％ Ｍｎ＝０．４５重量％ Ｓｉ＝３．０重量％ Ａｚ＝Ｏ，Ｏ○７５重ｉチ Ｍｏ＝０．５５重量％ Ｃｅ ＝ｏ、ｏ Ｏｌ ３重量％ Ｍｇ＝０．０００６重量％ Ｚｒ＝０．０４重量％ Ｓ＝０．００４重量％ Ｐ ＝０．０１重量％ Ｆｅ＝残分 溶接すべき板を溶接過程前に約４００ ”Ｏに予熱し、
溶接範囲を３５０℃〜５００ ”Ｃに保持した。溶接継
目の完成後、工作物を冷却することなしに直ちに７００
″Ｃ〜７１０″Ｃの灼熱温度に加熱し、この温度を６時
間保持した。この場合、起こシ得る、溶接領域中で形成
された炭化物は、軟化炭素に変わる（第４図をも参照）
。その後に、工作物を炉中で冷却させた。
工作物から試験片を取り出した。引張り試験および縦に
しての曲げ試験により、破断は常に溶接継目の外側ない
しは移行領域の外側、すなわち球状黒鉛鋳鉄の不変の組
織内で生じることが判明した。約３００ ＭＰａの降伏
点、約４００ＭＰａの引張強度および３５°までの曲げ
角度が得られた。
しての曲げ試験により、破断は常に溶接継目の外側ない
しは移行領域の外側、すなわち球状黒鉛鋳鉄の不変の組
織内で生じることが判明した。約３００ ＭＰａの降伏
点、約４００ＭＰａの引張強度および３５°までの曲げ
角度が得られた。
実施例２
第１図参照。
球状黒鉛鋳鉄からなるポンプケーシングに事後に鋼管を
溶接した。この鋼管は、次の寸法を有していた： 外径＝４８１ｎ 内径＝４０關 肉厚＝４ｍ冨 商標ＣＣＣ４０を有する球状黒鉛鋳鉄は、次の組成を有
した： Ｃ＝２．９重量％ Ｓｉ＝２．７重量％ Ｍｎ＝０．５重量％ Ｐ＝０．０８重量％ Ｓ＝０．０１５重量％ Ｆｅ＝残分 ＤＩＮ１７１５による商標Ｓｔ、３５．８を有する鋼管
の材料は、次の組成を有した： Ｃ＝Ｏ，１７重竜チ Ｓｉ＝０．１〜０．３５重量％ Ｍｎ＝０．４〜０．８重量％ Ｐ＝０．０４重量％ Ｓ＝０．０４重量％ 工作物をまず３８０℃〜４００℃に予熱し、次に管を常
法のスミ肉溶接で実施例１による組成の合金した溶接電
極を用いてポンプケーシングに溶接した。次に、工作物
を冷却することなしに直ちに７２０°Ｃ〜７５０°Ｃの
温度に加熱し、この温度で４時間灼熱した。
溶接した。この鋼管は、次の寸法を有していた： 外径＝４８１ｎ 内径＝４０關 肉厚＝４ｍ冨 商標ＣＣＣ４０を有する球状黒鉛鋳鉄は、次の組成を有
した： Ｃ＝２．９重量％ Ｓｉ＝２．７重量％ Ｍｎ＝０．５重量％ Ｐ＝０．０８重量％ Ｓ＝０．０１５重量％ Ｆｅ＝残分 ＤＩＮ１７１５による商標Ｓｔ、３５．８を有する鋼管
の材料は、次の組成を有した： Ｃ＝Ｏ，１７重竜チ Ｓｉ＝０．１〜０．３５重量％ Ｍｎ＝０．４〜０．８重量％ Ｐ＝０．０４重量％ Ｓ＝０．０４重量％ 工作物をまず３８０℃〜４００℃に予熱し、次に管を常
法のスミ肉溶接で実施例１による組成の合金した溶接電
極を用いてポンプケーシングに溶接した。次に、工作物
を冷却することなしに直ちに７２０°Ｃ〜７５０°Ｃの
温度に加熱し、この温度で４時間灼熱した。
長手方向に切シ込みを入れた管に曲げ試験を行なった。
この接続管の凹面の半分も凸面の半分も（曲げ方向に見
て）ためらうことなく９００だけ亀裂なしに曲げること
ができた。
て）ためらうことなく９００だけ亀裂なしに曲げること
ができた。
実施例３
第２図参照。
球状黒鉛鋳鉄からなる板１および低炭素鋼からなる板３
を表面溶接５．６および結合溶接７によってアーク溶接
法により合せ、工作物に変えた。板の寸法は、実施例１
の寸法に相当する。
を表面溶接５．６および結合溶接７によってアーク溶接
法により合せ、工作物に変えた。板の寸法は、実施例１
の寸法に相当する。
商標ＧＧＧ４０を有する球状黒鉛鋳鉄は、実施例２によ
る組成を有し、商標５ｔ３７を有する鋼は、実施例１に
よる組成を有した。
る組成を有し、商標５ｔ３７を有する鋼は、実施例１に
よる組成を有した。
まず、球状黒鉛鋳鉄板１の前面上に実施例１に記載の組
成によるそれぞれ厚さ３ｍｍ宛のＳｉ−合金した添加材
料からなる溶接析出物の２つの層５．６を施こした。球
状黒鉛鋳鉄を先に約３７５℃の温度に予熱した。次に、
このよって表面溶接によって準備された球状黒鉛鋳鉄１
と鋼３との間の多層結合溶接７を合金してない電極を用
いて実施した。溶接電極は、次の組成を有した： Ｃ＝０．０３〜０．０４重量％ Ｓｉ＝０．３重量％ Ｍｎ＝０．６重量％ Ｆｅ十不純物＝残分 最後に、工作物を冷却することなしに５時間の間に７３
０℃の温度で灼熱した。
成によるそれぞれ厚さ３ｍｍ宛のＳｉ−合金した添加材
料からなる溶接析出物の２つの層５．６を施こした。球
状黒鉛鋳鉄を先に約３７５℃の温度に予熱した。次に、
このよって表面溶接によって準備された球状黒鉛鋳鉄１
と鋼３との間の多層結合溶接７を合金してない電極を用
いて実施した。溶接電極は、次の組成を有した： Ｃ＝０．０３〜０．０４重量％ Ｓｉ＝０．３重量％ Ｍｎ＝０．６重量％ Ｆｅ十不純物＝残分 最後に、工作物を冷却することなしに５時間の間に７３
０℃の温度で灼熱した。
試験によシ、次の結果が得られた。
降伏点 約３２０ＭＰａ
引張強度 約４２０ ＭＰａ
曲げ角度 約４００
実施例手
実施例３に関連するが、別の部分的に反対の層の順序で
、商標ＧＧＧ４０を有する球状黒鉛鋳鉄からなる蒸気タ
ービンシリンダ中で商標５ｔ３５．８を有する鋼管を“
注型した“。この場合には、注型すべき管を球状黒鉛鋳
鉄と結合すべき部分について２００ ”Ｏに予熱し、か
つ１ＱＩＩＩＩＩの幅に亘って実施例１に記載の組成に
よるＳｉ−合金した添加材料からの表面溶接の厚さ２朋
の層を設けた。冷却後、この管を、その端部が溶融液に
よって充填すべき空間中に突入しかつ上記の球状黒鉛鋳
鉄材料で周囲を注型するように鋳型中に装入した。Ｓｌ
−合金した溶接析出物は、冷却の際に炭素が移行領域中
で炭化鉄に富んだ相として存在せず、軟化炭素が析出さ
れることを生せしめる。それによって、工作物を完全に
冷却する際または事後に移行領域中に運転中亀裂が生じ
ることは阻止される。
、商標ＧＧＧ４０を有する球状黒鉛鋳鉄からなる蒸気タ
ービンシリンダ中で商標５ｔ３５．８を有する鋼管を“
注型した“。この場合には、注型すべき管を球状黒鉛鋳
鉄と結合すべき部分について２００ ”Ｏに予熱し、か
つ１ＱＩＩＩＩＩの幅に亘って実施例１に記載の組成に
よるＳｉ−合金した添加材料からの表面溶接の厚さ２朋
の層を設けた。冷却後、この管を、その端部が溶融液に
よって充填すべき空間中に突入しかつ上記の球状黒鉛鋳
鉄材料で周囲を注型するように鋳型中に装入した。Ｓｌ
−合金した溶接析出物は、冷却の際に炭素が移行領域中
で炭化鉄に富んだ相として存在せず、軟化炭素が析出さ
れることを生せしめる。それによって、工作物を完全に
冷却する際または事後に移行領域中に運転中亀裂が生じ
ることは阻止される。
実施例５
第３図および第４図参照。
実施例１による組成の球状黒鉛鋳鉄１からなる鋳造品に
ついて、３７５°Ｃへの予熱後に鋳造工場で次の準備作
業を実施したニ 一実施例１による組成のＳｉ−合金した添加材料を用い
ての１層あたシそれぞれ厚さ３朋宛の２層の表面溶接５
，６゜ 一実施例３による組成の合金してない添加材料を用いて
の１層あたりそれぞれ厚さ２．５１１宛の２層の表面溶
接８，９゜ 一７４０℃の温度で６時間の間の工作物の灼熱。
ついて、３７５°Ｃへの予熱後に鋳造工場で次の準備作
業を実施したニ 一実施例１による組成のＳｉ−合金した添加材料を用い
ての１層あたシそれぞれ厚さ３朋宛の２層の表面溶接５
，６゜ 一実施例３による組成の合金してない添加材料を用いて
の１層あたりそれぞれ厚さ２．５１１宛の２層の表面溶
接８，９゜ 一７４０℃の温度で６時間の間の工作物の灼熱。
−炉中での工作物の緩徐な冷却。
この場合、合金してない添加材料を用いての表面溶接の
最上層は、なお約０．２〜０．４重量％のＣ含量を有す
る。
最上層は、なお約０．２〜０．４重量％のＣ含量を有す
る。
ところで、工作物を機械工場に移した。そこで、表面溶
接の位置で２５０℃への予熱後にＳｔ。
接の位置で２５０℃への予熱後にＳｔ。
３７（３）からなる構成部材を合金してない鉄電極を用
いて溶接した。事後の付加的な熱処理は不用であった。
いて溶接した。事後の付加的な熱処理は不用であった。
結合領域からの破断試験により、材料は、常に溶接析出
物および移行領域の外側で亀裂を生じることが判明した
。平均３３０ ＭＰａの降伏点の値および平均４４０Ｍ
Ｐａの引張強度の値を得之。溶接した捧および管の曲げ
角度は、破断なしに６０’〜９０°の値を生じた。
物および移行領域の外側で亀裂を生じることが判明した
。平均３３０ ＭＰａの降伏点の値および平均４４０Ｍ
Ｐａの引張強度の値を得之。溶接した捧および管の曲げ
角度は、破断なしに６０’〜９０°の値を生じた。
本方法は、実施例に限定されるものではない。
原則的には、この方法で炭素を元素状で含有する高炭素
含量の鉄材料を、低炭素含量の鉄材料と結合させること
ができる。
含量の鉄材料を、低炭素含量の鉄材料と結合させること
ができる。
高炭素含量の材料上に直接に結合溶接するかないしは表
面溶接するための添加材料としては、珪素２〜４重量％
を有する鉄合金を使用するのが好ましい。添加材料は、
付加的に枝線材中および／または被覆中で接種剤を有す
るはずであり、この接種剤は、球状の形の炭素を溶接領
域（元来の溶接継目および移行領域）中で析出させるこ
とを保証する。添加材料としては、特にアーク溶接のた
めに溶接電極が使用される。
面溶接するための添加材料としては、珪素２〜４重量％
を有する鉄合金を使用するのが好ましい。添加材料は、
付加的に枝線材中および／または被覆中で接種剤を有す
るはずであり、この接種剤は、球状の形の炭素を溶接領
域（元来の溶接継目および移行領域）中で析出させるこ
とを保証する。添加材料としては、特にアーク溶接のた
めに溶接電極が使用される。
本方法は、Ｓｉ−合金した添加材料を用いて直接に結合
する方法として実施することができるかまたは、合金し
た添加材料および合金してない添加材料を用いて１回ま
たは数回表面溶接する（２〜３層）方法として実施する
ことができる。この表面溶接する場合には、元来の結合
溶接は、これまでの合金してない添加材料を用いて行な
うことができる。表面溶接は、鋳造工場で行なうことが
でき、この場合には、一般に機械的加工または腐蝕のよ
うな前調製は省略することができる。溶融溶接によって
結合された工作物は、特に７００°Ｃ〜７５０″Ｃで１
／２〜６時間の間約熱される。また、このことは、例え
ば表面溶接後の部分的過程にも当てはまる。この場合、
炭化物は、確実に球状軟化炭素に変換される。有利には
、工作物は、溶融溶接前に２５０ ’Ｏ−５００℃の温
度に予熱される。
する方法として実施することができるかまたは、合金し
た添加材料および合金してない添加材料を用いて１回ま
たは数回表面溶接する（２〜３層）方法として実施する
ことができる。この表面溶接する場合には、元来の結合
溶接は、これまでの合金してない添加材料を用いて行な
うことができる。表面溶接は、鋳造工場で行なうことが
でき、この場合には、一般に機械的加工または腐蝕のよ
うな前調製は省略することができる。溶融溶接によって
結合された工作物は、特に７００°Ｃ〜７５０″Ｃで１
／２〜６時間の間約熱される。また、このことは、例え
ば表面溶接後の部分的過程にも当てはまる。この場合、
炭化物は、確実に球状軟化炭素に変換される。有利には
、工作物は、溶融溶接前に２５０ ’Ｏ−５００℃の温
度に予熱される。
好ましくは、溶接に利用される添加材料は、次の組成範
囲を有することができる： Ｃ＝＝Ｑ、０１〜０．１２重量％ Ｍｎ＝０．２〜１．５重景係 ５１＝１〜４重量％ Ａ／、＝０．００５〜０．１重量％ ＭＯ＝０．２〜０．７重量％ Ｃｅ＝Ｑ、０００１〜０．０２重ｆｉ％Ｍｇ＝Ｏ，ＯＯ
Ｏ１〜０．０１重量％ Ｚｒ＝０．０１〜０．７重量％ Ｓ ＝最大０．００６重量％ Ｐ ＝最大０．０１重量％ Ｆｅ＝残分
囲を有することができる： Ｃ＝＝Ｑ、０１〜０．１２重量％ Ｍｎ＝０．２〜１．５重景係 ５１＝１〜４重量％ Ａ／、＝０．００５〜０．１重量％ ＭＯ＝０．２〜０．７重量％ Ｃｅ＝Ｑ、０００１〜０．０２重ｆｉ％Ｍｇ＝Ｏ，ＯＯ
Ｏ１〜０．０１重量％ Ｚｒ＝０．０１〜０．７重量％ Ｓ ＝最大０．００６重量％ Ｐ ＝最大０．０１重量％ Ｆｅ＝残分
第１図は、合金した添加材料を用いて多層に直接に溶接
することによる球状黒鉛鋳鉄と鋼との間の結合を示す略
示横断面図、 第２図は、合金した添加材料を用いて多層に表面溶接す
ることおよび合金してない添加材料を用いて結合溶接す
ることによる球状黒鉛鋳鉄と鋼との間の結合を示す略示
横断面図、第３図は、合金した添加材料および続いて合
金してない添加材料を用いて多層に表面溶接することな
らびに合金してない添加材料を用いて結合溶接すること
による球状黒鉛鋳鉄と鋼との間の結合を示す略示横断面
図、かつ 第４図は、合金した添加材料および合金してない添加材
料を用いて表面溶接する場合の溶接析出物による金属組
織学的横断面（組織構造）を示す略図である。 １・・・球状黒鉛鋳鉄、２・・・球状黒鉛鋳鉄の球状黒
鉛、３・・・鋼、ヰ・・・Ｓｉ−合金した添加材料を用
いて多層に結合溶接し念部分、５・・・Ｓｌ−合金した
添加材料を用いて表面溶接した第１の層、６・・・Ｓｉ
−合金した添加材料を用いて表面溶接した第２の層、７
・・・合金してない添加材料を用いて結合溶接した部分
、８・・・合金してない添加材料を用いて表面溶接した
第１の層、９・・・合金してない添加材料を用いて表面
溶接した第２の層、１０・・・球状黒鉛鋳鉄の溶融領域
の球状黒鉛、１１・・・Ｓｉ−合金した添加材料を用い
て表面溶接した第１の層の球状黒鉛、ｌ ２−Ｓ ｉ−
合金した添加材料を用いて表面溶接した第２の層の球状
黒鉛、Ａ・・・不変の球状黒鉛鋳鉄、Ｂ・・・球状黒鉛
鋳鉄の溶融領域の凝固した材料、Ｃ・・・Ｓｉ−合金し
た添加材料を用いて表面溶接した第１の層の溶接析出物
、Ｏ・・・Ｓｌ−合金した添加材料を用いて表面溶接し
た第２の層の溶接析出物、Ｅ・・・合金してない添加材
料を用いて表面溶接した第１の層の溶接析出物、Ｆ・・
・合金してない添加材料を用いて表面溶接した第２の層
の溶接析出物。 １１１１１Ｔノ＋’Ｆ１１Ｆ（内’Ｆｊｌ：ｉＬＥすＬ
）ＦＩＧ、Ｉ ＦＩＧ、 ２ ＦＩＧ、 ３ ＦＩ３．４ 手続補正書（方式） ％式％ １・ 事件の表示 昭和６２年特許願第２３７６０２号
２、発明の名称 球状黒鉛鋳鉄と鋼とを溶融溶接により結合する方法３、
補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 昭和６２年１２月２２日 （発送日）６、補正の対象
することによる球状黒鉛鋳鉄と鋼との間の結合を示す略
示横断面図、 第２図は、合金した添加材料を用いて多層に表面溶接す
ることおよび合金してない添加材料を用いて結合溶接す
ることによる球状黒鉛鋳鉄と鋼との間の結合を示す略示
横断面図、第３図は、合金した添加材料および続いて合
金してない添加材料を用いて多層に表面溶接することな
らびに合金してない添加材料を用いて結合溶接すること
による球状黒鉛鋳鉄と鋼との間の結合を示す略示横断面
図、かつ 第４図は、合金した添加材料および合金してない添加材
料を用いて表面溶接する場合の溶接析出物による金属組
織学的横断面（組織構造）を示す略図である。 １・・・球状黒鉛鋳鉄、２・・・球状黒鉛鋳鉄の球状黒
鉛、３・・・鋼、ヰ・・・Ｓｉ−合金した添加材料を用
いて多層に結合溶接し念部分、５・・・Ｓｌ−合金した
添加材料を用いて表面溶接した第１の層、６・・・Ｓｉ
−合金した添加材料を用いて表面溶接した第２の層、７
・・・合金してない添加材料を用いて結合溶接した部分
、８・・・合金してない添加材料を用いて表面溶接した
第１の層、９・・・合金してない添加材料を用いて表面
溶接した第２の層、１０・・・球状黒鉛鋳鉄の溶融領域
の球状黒鉛、１１・・・Ｓｉ−合金した添加材料を用い
て表面溶接した第１の層の球状黒鉛、ｌ ２−Ｓ ｉ−
合金した添加材料を用いて表面溶接した第２の層の球状
黒鉛、Ａ・・・不変の球状黒鉛鋳鉄、Ｂ・・・球状黒鉛
鋳鉄の溶融領域の凝固した材料、Ｃ・・・Ｓｉ−合金し
た添加材料を用いて表面溶接した第１の層の溶接析出物
、Ｏ・・・Ｓｌ−合金した添加材料を用いて表面溶接し
た第２の層の溶接析出物、Ｅ・・・合金してない添加材
料を用いて表面溶接した第１の層の溶接析出物、Ｆ・・
・合金してない添加材料を用いて表面溶接した第２の層
の溶接析出物。 １１１１１Ｔノ＋’Ｆ１１Ｆ（内’Ｆｊｌ：ｉＬＥすＬ
）ＦＩＧ、Ｉ ＦＩＧ、 ２ ＦＩＧ、 ３ ＦＩ３．４ 手続補正書（方式） ％式％ １・ 事件の表示 昭和６２年特許願第２３７６０２号
２、発明の名称 球状黒鉛鋳鉄と鋼とを溶融溶接により結合する方法３、
補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 昭和６２年１２月２２日 （発送日）６、補正の対象
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、球状黒鉛鋳鉄と鋼とを溶融溶接により結合する方法
において、添加材料として１〜４重量％の珪素含量を有
する鉄合金を使用し、添加材料には付加的に球状の形の
炭素を析出するための接種剤が溶接領域で添加されてい
ることを特徴とする、球状黒鉛鋳鉄と鋼とを溶融溶接に
より結合する方法。 ２、添加材料は溶接電極の形で存在しかつアーク溶接法
により結合すべき工作物上に施こされる、特許請求の範
囲第１項記載の方法。 ３、添加材料は、次の組成： Ｃ＝０．０１〜０．１２重量％ Ｍｎ＝０．２〜１．５重量％ Ｓｉ＝１〜４重量％ Ａｌ＝０．００５〜０．１重量％ Ｍｏ＝０．２〜０．７重量％ Ｃｅ＝０．０００１〜０．０２重量％ Ｍｇ＝０．０００１〜０．０１重量％ Ｚｒ＝０．０１〜０．７重量％ Ｓ＝最大０．００６重量％ Ｐ＝最大０．０１重量％ Ｆｅ＝残分 を有する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、元来の結合を行なう前に差当り２〜４重量％の珪素
含量を有する添加材料の２〜３の層を球状黒鉛鋳鉄上に
表面析出物として被覆し、かつその上に合金してない添
加材料を用いて結合溶接を行なう、特許請求の範囲第１
項記載の方法。 ５、２〜４重量％の珪素含量を有する添加材料の２〜３
の層を球状黒鉛鋳鉄上に被覆した後に付加的に合金して
ない添加材料の２つまでの他の層を被覆する、特許請求
の範囲第４項記載の方法。 ６、球状黒鉛鋳鉄上への表面溶接を鋳造工場で機械的加
工または腐蝕のように重要な先の前調製なしに直接に清
潔にした半製鋳造品について実施する、特許請求の範囲
第４項記載の方法。 ７、溶融溶接によって結合した工作物を付加的に炭素を
軟化炭素の形で球状化して析出するために溶接領域中お
よび隣接した領域中で７００℃〜７５０℃で１／２〜６
時間の間灼熱させる、特許請求の範囲第１項記載の方法
。 ８、結合すべき工作物を溶融溶接前に２５０℃〜５００
℃の温度に予熱する、特許請求の範囲第１項記載の方法
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH3819/86-5 | 1986-09-24 | ||
| CH3819/86A CH670786A5 (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63165080A true JPS63165080A (ja) | 1988-07-08 |
| JPH0832362B2 JPH0832362B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=4264147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62237602A Expired - Lifetime JPH0832362B2 (ja) | 1986-09-24 | 1987-09-24 | 球状黒鉛鋳鉄および鋼ならびに球状黒鉛鋳鉄と鋼とを結合する結合要素からなる構成部材、およびその製造法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4817859A (ja) |
| EP (1) | EP0261570B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0832362B2 (ja) |
| CH (1) | CH670786A5 (ja) |
| DE (1) | DE3775317D1 (ja) |
| DK (1) | DK500687A (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4135066C1 (ja) * | 1991-10-24 | 1993-04-01 | Gns Gesellschaft Fuer Nuklear-Service Mbh, 4300 Essen, De | |
| FR2727889A1 (fr) * | 1994-12-09 | 1996-06-14 | Ferry Capitain Sarl | Procede de soudage par fusion de pieces de fonte a graphite spheroidal |
| EP1050357A1 (de) | 1999-05-05 | 2000-11-08 | Asea Brown Boveri AG | Dichte Verbindung von Turbinenteilen |
| US6308882B1 (en) | 1999-09-13 | 2001-10-30 | Dana Corporation | Method for joining ductile iron and steel |
| DE10013430A1 (de) * | 2000-03-17 | 2001-09-27 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zum Verbinden von Bauteilen aus einsatzgehärtetem Stahl untereinander und mit Bauteilen aus Gußeisen |
| FR2843059B1 (fr) * | 2002-07-30 | 2005-02-25 | Air Liquide | Echangeurs thermiques en cuivre brases et leur procede de fabrication par soudage |
| US6892926B2 (en) * | 2002-10-11 | 2005-05-17 | Exxonmobil Upstream Research Company | Toughness-optimized weld joints and methods for producing said weld joints |
| DE102004024299A1 (de) * | 2004-05-15 | 2005-12-01 | Alstom Technology Ltd | Geschweisstes Bauteil |
| EP1658913A1 (de) * | 2004-11-19 | 2006-05-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Gießverfahren und gegossenes Bauteil |
| US9409259B2 (en) * | 2005-04-22 | 2016-08-09 | Stoody Company | Welding compositions for improved mechanical properties in the welding of cast iron |
| CN100453243C (zh) * | 2006-12-28 | 2009-01-21 | 山东建筑大学 | 一种灰口铸铁焊补用自熔同质焊粉及焊补工艺 |
| CN102837106B (zh) * | 2011-06-20 | 2014-10-08 | 苏州金鸿顺汽车部件有限公司 | 一种冲压模具的修复工艺 |
| US8816259B2 (en) * | 2012-04-06 | 2014-08-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Pack heat treatment for material enhancement |
| US10052706B2 (en) * | 2014-04-04 | 2018-08-21 | Lincoln Global, Inc. | Method and system to use AC welding waveform and enhanced consumable to improve welding of galvanized workpiece |
| EP3725457B1 (en) | 2019-04-17 | 2024-07-03 | General Electric Technology GmbH | Turbine casing component and repair method therefor |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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