JPS63183156A

JPS63183156A - 舶用プロペラの製造方法

Info

Publication number: JPS63183156A
Application number: JP1348287A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Matsuo; 松尾　信太郎; Masahiro Saito; 正洋斉藤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1987-01-23
Filing date: 1987-01-23
Publication date: 1988-07-28

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】【産業上の利用分野】本発明は、優れた耐食性と高靭性及び高腐食疲労強度を
併せもつ舶用プロペラの製造方法に関する。［従来の技術と間屈点〕従来より、舶用プロペラ材には鋼合金系材料が使用され
ている。これは耐海水腐食性及び工作性に優れているこ
とによるが、この反面強度が不足する欠点が残されてい
た。これらの銅合金径材料中、プロペラ物でも舶用プロ
ペラ材料にとって最も重要な海水中での腐食疲れ強さを
２０　Ｋｇｆ’／ａｍ２以上の値に向上させることは、
゛はとんど不可能であった。ところで、腐食疲れ強さの高いプロペラ材料が開発され
れば、プロペラ翼を薄くすることが可能になり、軽量で
高効率のプロペラ設計ができる。このようなプロペラを具備する船舶は、従来の船舶効率
を向上させることができ、船舶の省略エネルギ、即ち燃
料節減に大きく貢献する。また、近年、寒冷地域に石油開発が実施される情勢にあ
り、舶用プロペラとしても氷塊との接触を考慮すると、
衝撃値の高い材料が好ましい。しかし、銅合金プロペラ材の衝撃値（シャルピー＋　　
２ｍｍＶノツチ）は３　Ｋ　ｇ　ｆ　／ｅｊ２以下であ
り、十分ではない。舶用プロペラの場合、直径６０００
−一を越えると２０トン以上の鋳物となり、凝固後の冷
却速度が遅く徐冷されるので腐食疲れ強さ及び機械的性
質が低下する。例えば、比較的冷却速度の早いアルミニ
ウム青銅小型鋳造材の海水中腐食疲れ強さは繰返数２Ｘ
１’０７回で１８Ｋｇ／ｆｆ１ｍ２程度であるが、例え
ば重量３０トン程度の大型推進型翼根部のような大型鋳
物材の腐食疲れ強さは約１２Ｋｇｆ／ｍｍ２にまで低下
する。このような理由から海水中での高い腐食疲れ強さと高い
衝撃値を有する舶用プロペラの開発が要望されている。本発明は」１記事情に鑑みてなされたもので、現用プロ
ペラ材のアルミニウム青銅よりも海水中腐食疲れ強さが
高く、かつ大型鋳物になっても機械的性質の低下の少な
い舶用プロペラの製造方法を提供することを目的とする
。［問題点を解決するための手段］本発明は、炭素０．０８％（重量％）以下、珪素０．１
〜１．５％、マンガン０．１〜３．０％、クロム１６〜
１９％、ニッケル４．５〜７．５％、モリブデン０．５
〜２％及び通常の不純物を含有し、残部が鉄からなる合
金溶湯を鋳型に注湯し、凝固後１０００〜８５０°Ｃか
ら急冷することを要旨とする。［作用］本発明において、舶用プロペラ材料の化学組成を前述の
ように規定した理由を以下に述べる。（イ）炭素（０，０８％以下）炭素（Ｃ）は、クロム炭化物を形成し、本発明のプロペ
ラ材の耐食性腐食疲れ強さを左右する重要な元素である
。０．０８％を越えるとクロム炭化物が析出し、耐食性
や腐食疲れ強さを該するので、上限を０．０８％とする
。（ロ）珪素（０，１〜１．５％）珪素（Ｓｉ）は溶解時の脱酸剤として０．１％以上添加
する必要がある。しかし、添加量が１．５％を越えると
脆化するので、上限を１．５％とする。（ハ）マンガン（０，１〜３．０％）マンガン（Ｍ　ｎ　）は珪素と同様、脱酸剤として０．
１％以上の添加が必要であるが、３．０％を越えると脆
化するので上限を３．０％とする。（ニ）クロム（１６〜１９％）クロム（Ｃｒ）は耐食性を保持するために最も有効な元
素で、耐食性維持の点から１６％以上添加することか望
ましい。しかし、クロムはフェライト生成元素であるこ
とから、クロム量が１９％を越えると脆化が著しくなる
ので、上限を１９％とする。（ホ）ニッケル（４，５〜７．５％）クロムの添加量が上記の通り１６〜１９％の範囲内でニ
ッケルを添加して高強度を得、しかも耐食性を保持する
ためには最低４，５％のニッケルが必要である。一方、
ニッケル量が７．５％を越えると、オーステナイト相量
が多くなり、特に耐力の低下を招くのでその上限を７．
５％とする。（へ）モリブデン（０，５〜２％）モリブデン（Ｍｏ）は耐食性の向上に有効な元素で、０
．５％以上の添加が必要である。しかし、２％を越える
と逆に強度が低く脆化も著しいので、その上限を２％と
する。本発明では、前述の如く限定された化学組成の溶湯を凝
固後８５０〜１０００℃から急冷することを特徴とする
が、急冷開始温度が１０００℃を越えると鋳物の変形が
発生し易い。また、８５０°Ｃより低いと、炭素の溶解
度が減少するため、炭化物が析出し腐食疲れ強さが低下
する。本発明によれば、上述した如く限定された化学組成の溶
湯を凝固した後急冷処理を実施するので、従来の鋳物製
造法即ち砂型鋳造法に比較すると急冷されるので、微細
な結晶粒の金属組織の鋳物が得られる。また、従来ステ
ンレス系鋳物では鋳造剤を９００〜１０００℃で焼入れ
し、６００〜６５０℃で焼戻しされてきたが、本発明は
このような９００〜１０００℃という高温加熱を必要と
しないので、高温加熱時の酸化及び変形がない上、省略
エネルギになる。また、従来の鋳物製造法のように熱伝導率の低い砂型を
通して冷却されるのでなく水冷、油冷。空冷等の急冷処理により強制冷却されるので、鋳物の肉
厚が厚くなっても、従来法のように冷却速度が著しく遅
くなるようなことがないため、質量効果による機械的性
質の低下も少ない。しかるに、空冷処理か冷却装置が不
要で簡単なため、プロペラでは多〈実施されている。〔実施例］以下、本発明の一実施例について下記第１表〜第３表を
参照して説明する。第１表は本発明の舶用プロペラ材料の化学成分を示した
もので、試料Ｎｏｌ〜Ｎｏ４は本発明試料、試料Ｎｏ５
〜Ｎｏｌ０は比較試料である。また、第２表はこれらの
機械的性質及び耐食疲れ強さを示しものである。更に、
第３表は、現在使用されている銅合金系プロペラ材料の
ニッケル・アルミニウム青銅との比較を示したものであ
る。以上の表より次のことが明らかである。 ■化学成分が本発明範囲外で、かつ冷却開始温度が規定
範囲以外では、試料Ｎｏ５及びＮｏ６にみられるように
、腐食疲れ強さが１９ＫｇｆｌＩｌｌｆｆ１２と本発明
試料の２４〜２５Ｋｇｆ／ａｍ２に比較して低い。 ■冷却開始温度が本発明内でも化学成分が本発明範囲外
では、試料Ｎｏ７及びＮｏ８にみられるように腐食疲れ
強さが低い。 ■化学成分が、本発明範囲内でも冷却開始温度が本発明
外では、試料Ｎｏ９及びＮ０１０の如く腐食疲れ強さの
低下をもたらす炭化物を固溶出来ず、腐食疲れ強さが低
い。 ■第３表から明らかのように、現在使用されている銅合
金プロペラ材に比較して、腐食疲れ強さで１．４倍、引
張り強さで１．４倍、衝撃値で２．９倍優れており、プ
ロペラの軽量化及び船舶の省略エネルギに大きく貢献で
きる。なお、本発明試料の冷却開始温度は、現場作業を考慮し
て９００〜９５０°Ｃが好ましい。また、腐食試験は試験装置としてウエラー回転曲げ疲れ
試験機（回転数３４５０ｒ、ｐ、＋ｎ）を用い、試験片
直径は６．０ｍｍ、試験繰返数は２Ｘ１０７゜試験液は
天然海水を使用し、試験温度は常温である。第１表第２表第３表［発明の効果］以上詳述いた如く本発明によれば、現用プロペラ材のア
ルミニウム青銅よりも海水中腐食疲れ強さが高く、かつ
大型鋳物になっても機械的性質の低下の少ない舶用プロ
ペラの製造方法を提供できる。

Claims

【特許請求の範囲】

　炭素０．０８％以下、珪素０．１〜１．５％、マンガ
ン０．１〜３．０％、クロム１６〜１９％、ニッケル４
．５〜７．５％、モリブデン０．５〜２％及び通常の不
純物を含有し、残部が鉄からなる合金溶湯を鋳型に注湯
し、凝固後１０００〜８５０℃から急冷することを特徴
とする舶用プロペラの製造方法。