JPS63183156A - 舶用プロペラの製造方法 - Google Patents
舶用プロペラの製造方法Info
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- JPS63183156A JPS63183156A JP1348287A JP1348287A JPS63183156A JP S63183156 A JPS63183156 A JP S63183156A JP 1348287 A JP1348287 A JP 1348287A JP 1348287 A JP1348287 A JP 1348287A JP S63183156 A JPS63183156 A JP S63183156A
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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、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。
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 (1)
- 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1348287A JPS63183156A (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 舶用プロペラの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1348287A JPS63183156A (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 舶用プロペラの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63183156A true JPS63183156A (ja) | 1988-07-28 |
Family
ID=11834337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1348287A Pending JPS63183156A (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 舶用プロペラの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63183156A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0288390A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐腐食高強度舶用プロペラ |
JPH02209453A (ja) * | 1989-02-09 | 1990-08-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐エロージョン性舶用プロペラ材料 |
-
1987
- 1987-01-23 JP JP1348287A patent/JPS63183156A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0288390A (ja) * | 1988-09-26 | 1990-03-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐腐食高強度舶用プロペラ |
JPH02209453A (ja) * | 1989-02-09 | 1990-08-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐エロージョン性舶用プロペラ材料 |
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