JPWO2009048008A1 - 鋳造性に優れた無鉛快削性黄銅 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉛を含まない、いわゆる鉛フリーの黄銅に関し、さらに詳しくは鉛を含まないため水栓金具等に好ましく用いられる、切削性、鋳造性、機械特性等に優れた鋳造用黄銅に関する。
水栓金具は一般に黄銅や青銅を材料として製造されており、その切削性を向上させるために鉛(Pb)が黄銅では2〜3wt%、青銅では4〜6wt%程度添加されている。しかしながら、近年、Pbの人体や環境に与える影響が懸念されるようになり、各国でPbに関する規制の動きが活発化している。例えば、米国カリフォルニア州では、2010年1月より、給水栓のPb含有量を0.25wt%以下とする規制が発効した。また、Pbの浸出量についても将来的には5ppm程度までの規制がなされるであろうと言われている。米国以外の国であっても、その規制の動きは顕著であり、これらPb含有量またはPb浸出量の規制に対応した材料の開発が求められている。
従って、本発明は、Pbを含まず、かつ切削性、鋳造性、機械特性等に優れた黄銅の提供をその目的としている。
Cuを55wt%以上75wt%以下、
Biを0.3wt%以上4.0wt%以下、
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
0≦x≦2.0、0≦y≦0.3、およびy>−0.15x+0.015ab
(ここで、aは、Biが0.3≦Bi<0.75wt%、0.75≦Bi<1.5wt%、1.5≦Bi≦4.0wt%の場合、それぞれ0.2、0.85、および1であり、
bは、見かけ上のZn含有量が、37%以上41%未満であるとき1であり、41%以上45%以下であるとき0.75である)
の関係を満足する量、そして
残部が実質的にZnと不可避不純物からなることを特徴とするものである。
本発明において、「不可避不純物」とは、特に断らない限り、0.1wt%未満の量の元素を意味する。但し、Sb、P、As、Mg、Se、Te、Fe、Co、Zr、Cr、およびTiについては不可避不純物に包含されるが、その量は本明細書において別途それぞれ定められる量の添加が許容される。この不可避不純物の量は、好ましくは0.05wt%未満である。
α相・β相
本発明による黄銅は、α相とβ相との合計比率が85%以上、好ましくは90%以上とされる。α相とβ相を主体とした結晶組織とすることで、良好な鋳造性を有する黄銅が実現できる。また、本発明にあっては、初晶α相のデンドライト晶出は避けることが好ましい。なお、本発明において、α相とβ相との合計比率は、結晶断面における面積比を基準とするものであり、例えば光学顕微鏡で撮影した結晶組織写真を画像処理して、α相とβ相との合計面積比率として求めることが出来る。
本発明による黄銅は、Biを0.3wt%以上4.0wt%以下の範囲で含む。Biは、黄銅においてPbと類似の挙動を示すことから、Pbに代わりそれと同等の切削性を付与する。本発明において、良好な切削性を得るためにはBiは0.3wt%以上とされる。他方、Biが過剰であると、Biの凝集が生じる傾向にあり、その凝集した部分が鋳造割れの起点となるおそれがあるから、その上限は4.0wt%とされる。本発明の好ましい態様によれば、Biの好ましい下限値は0.5wt%以上であり、切削性を考慮すると、より好ましくは1.0wt%であり、また好ましい上限値は3.0wt%以下であり、より好ましくは2.0wt%以下である。
本発明において、Bは結晶(とりわけ初晶β相)の微細化を促進し、その結果、Biが微細分散され、鋳造時の割れを有効に防止できる。また、Siはβ相中に固溶し、鋳造割れの起点となるBiとβ相との界面の破断を緩和する作用を有していると推測される。また、本発明による黄銅は、この微細化の結果、機械的特性についても良好な性能を示す。
見かけ上のZn含有量(%)=[(B+tq)/(A+B+tq)]×100
式中、A=Cuwt%、B=Znwt%、tは、添加元素のZn当量、qは、添加元素の添加量wt%を意味する。そして、各元素のZn当量は、Si=10、Al=6、Sn=2、Pb=1、Fe=0.9、Mn=0.5、Ni=−1.3である。BiのZn当量は未だ明確に規定されていないが、本明細書にあっては、文献等を考慮して0.6として計算する。また、それ以外の元素は、添加量が微量であり、Zn当量の値へ及ぼす影響も小さいため「1」とした。
本発明による黄銅は、銅(Cu)を55wt%以上75wt%以下含んでなる。Cuが上記範囲を上回ると、初晶α相のデンドライト晶出によるクラックの発生が懸念される。また、Cuが上記範囲を下回ると、α相の影響は受けがたくなるが、黄銅として性能の低下が懸念される。本発明の好ましい態様によれば、Cuの好ましい下限は58wt%であり、好ましい上限は70wt%である。
本発明による黄銅は、黄銅の特性を改質するために種々の添加成分を含むことが可能である。また、本発明にあっては不可避不純物の存在を排除するものではないが、それらは出来るだけ少ないものとされることが好ましい。
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
0.1≦Ni<0.3wt%の場合、
(1)0.05ab≦x≦0.75abのとき、0<y≦0.3
(2)0.75ab<x≦2.0のとき、0≦y≦0.3
0.3≦Ni<1.0wt%の場合、
(1)0.05ab≦x≦0.2abのとき、−0.15x+0.03ab<y≦0.3
(2)0.2ab<x≦0.75abのとき、0<y≦0.3
(3)0.75ab<x≦1.75abのとき、0≦y≦0.3
(4)1.75ab<x≦2.0のとき、0.004x−0.007(2−ab)<y≦0.3
1.0≦Ni≦2.0wt%の場合、
(1)0.05ab≦x≦0.2abのとき、0.02ab<y≦0.3
(2)0.2ab<x≦0.3abのとき、−0.05x+0.03ab<y≦0.3
(3)0.3ab<x≦0.5abのとき、0.015ab<y≦0.3
(4)0.5ab<x≦1.0abのとき、−0.026x+0.028ab<y≦0.3
(5)1.0ab<x≦1.5abのとき、0.011x−0.009(2−ab)<y≦0.3
(6)1.5ab<x≦2.0のとき、0.0075ab<y≦0.3
(ここで、aは、Biが0.3≦Bi<0.75wt%、0.75≦Bi<1.5wt%、1.5≦Bi≦4.0wt%の場合、それぞれ0.2、0.85、および1であり、
bは、見かけ上のZn含有量が、37%以上41%未満のとき1であり、41%以上45%以下のとき0.75である)の関係を満足する量とする。
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
0.1≦Ni<0.3wt%の場合、
(1)0.05ab≦x≦0.3abのとき、0.001ab≦y≦0.3
(2)0.3ab<x≦0.5abのとき、−0.00375x+0.002125ab≦y≦0.3
(3)0.5ab<x≦0.75abのとき、−0.001x+0.00075ab≦y≦0.3
(4)0.75ab<x≦2.0のとき、0≦y≦0.3
0.3≦Ni<1.0wt%の場合、
(1)0.05ab≦x≦0.22abのとき、−0.1375x+0.03125ab≦y≦0.3
(2)0.22ab<x≦0.3abのとき、0.001ab≦y≦0.3
(3)0.3ab<x≦0.5abのとき、−0.00375x+0.002125ab≦y≦0.3
(4)0.5ab<x≦0.75abのとき、−0.001x+0.00075ab≦y≦0.3
(5)0.75ab<x≦1.75abのとき、0≦y≦0.3
(6)1.75ab<x≦2.0のとき、0.006x−0.0105(2−ab)≦y≦0.3
1.0≦Ni≦2.0wt%の場合、
(1)0.05ab≦x≦0.2abのとき、0.0225ab≦y≦0.3
(2)0.2ab<x≦0.3abのとき、−0.05x+0.0325ab≦y≦0.3
(3)0.3ab<x≦0.5abのとき、0.0175ab≦y≦0.3
(4)0.5ab<x≦1.0abのとき、−0.029x+0.032ab≦y≦0.3
(5)1.0ab<x≦1.5abのとき、0.0165x−0.0135(2−ab)≦y≦0.3
(6)1.5ab<x≦2.0のとき、0.01125ab≦y≦0.3
の関係を満たす量となる(上記において、x、y、a、およびbは、上記と同義である)。
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
0.1≦Al<0.3wt%の場合、
(1)0≦y≦0.3、0≦x≦2.0、y>−0.15x+0.015ab
0.3≦Al<1.0wt%の場合、
(1)0≦x≦0.1abのとき、−0.15x+0.015ab<y≦0.3
(2)0.1ab<x≦1.5abのとき、0<y≦0.3
(3)1.5ab<x≦2.0のとき、0.002x−0.003(2−ab)<y≦0.3
1.0≦Al≦2.0wt%の場合、
(1)0.05ab≦x≦0.3abのとき、0.004ab<y≦0.3
(2)0.3ab<x≦0.5abのとき、−0.01x+0.007ab<y≦0.3
(3)0.5ab<x≦1.0abのとき、−0.004x+0.004ab<y≦0.3
(4)1.0ab<x≦1.5abのとき、0.001x−0.001(2−ab)<y≦0.3
(5)1.5ab<x≦2.0のとき、0.0005ab<y≦0.3
(ここで、aは、Biが0.3≦Bi<0.75wt%、0.75≦Bi<1.5wt%、1.5≦Bi≦4.0wt%の場合、それぞれ0.2、0.85、および1であり、
bは、見かけ上のZn含有量が、37%以上41%未満のとき1であり、41%以上45%以下のとき0.75である)の関係を満足する量となる。
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
0.1≦Al<0.3wt%の場合、
(1)0≦y≦0.3、0≦x≦2.0、y≧−0.14x+0.0175ab
0.3≦Al<1.0wt%の場合、
(1)0≦x≦0.1178abのとき、−0.14x+0.0175ab≦y≦0.3
(2)0.1178ab<x≦0.3abのとき、0.001ab≦y≦0.3
(3)0.3ab<x≦0.5abのとき、−0.00375x+0.002125ab≦y≦0.3
(4)0.5ab<x≦1.5abのとき、0.00025ab≦y≦0.3
(5)1.5ab<x≦2.0のとき、0.0025x−0.0035(2−ab)≦y≦0.3
1.0≦Al≦2.0wt%の場合、
(1)0.05ab≦x≦0.3abのとき、0.00575ab≦y≦0.3
(2)0.3ab<x≦0.5abのとき、−0.01375x+0.009875ab≦y≦0.3
(3)0.5ab<x≦1.0abのとき、−0.0055x+0.00575ab≦y≦0.3
(4)1.0ab<x≦1.5abのとき、0.001x−0.00075(2−ab)≦y≦0.3
(5)1.5ab<x≦2.0のとき、0.00075ab≦y≦0.3
の関係を満たす量となる(上記において、x、y、a、およびbは、上記と同義である)。
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
0.1≦Sn<0.3wt%の場合、
(1)0≦x≦0.125abのとき、−0.16x+0.02ab<y≦0.3
(2)0.125ab<x≦0.4abのとき、0<y≦0.3
(3)0.4ab<x≦2.0のとき、0≦y≦0.3
0.3≦Sn<1.5wt%の場合、
(1)0≦x≦0.25abのとき、−0.08x+0.02ab<y≦0.3
(2)0.25ab<x≦1.25abのとき、0<y≦0.3
(3)1.25ab<x≦1.75abのとき、0≦y≦0.3
(4)1.75ab<x≦2.0のとき、0.002x−0.0035(2−ab)<y≦0.3
1.5≦Sn≦3.0wt%の場合、
(1)0≦x≦0.1abのとき、0.025ab<y≦0.3
(2)0.1ab<x≦0.3abのとき、−0.105x+0.0355ab<y≦0.3
(3)0.3ab<x≦0.5abのとき、0.004ab<y≦0.3
(4)0.5ab<x≦1.0abのとき、0.007x+0.0005ab<y≦0.3
(5)1.0ab<x≦2.0のとき、0.045x−0.0375(2−ab)<y≦0.3
(ここで、aは、Biが0.3≦Bi<0.75wt%、0.75≦Bi<1.5wt%、1.5≦Bi≦4.0wt%の場合、それぞれ0.2、0.85、および1であり、
bは、見かけ上のZn含有量が、37%以上41%未満のとき1であり、41%以上45%以下のとき0.75である)の関係を満足する量となる。
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
0.1≦Sn<0.3wt%の場合、
(1)0≦x≦0.1246abのとき、−0.1925x+0.025ab≦y≦0.3
(2)0.1246ab<x≦0.3abのとき、0.001ab≦y≦0.3
(3)0.3ab<x≦0.4abのとき、−0.01x+0.004ab≦y≦0.3
(4)0.4ab<x≦2.0のとき、0≦y≦0.3
0.3≦Sn<1.5wt%の場合、
(1)0≦x≦0.1abのとき、−0.1375x+0.025ab≦y≦0.3
(2)0.1ab<x≦0.286abのとき、−0.055x+0.01675ab≦y≦0.3
(3)0.286ab<x≦0.3abのとき、0.001ab≦y≦0.3
(4)0.3ab<x≦0.5abのとき、−0.00375x+0.002125ab≦y≦0.3
(5)0.5ab<x≦1.0abのとき、0.00025ab≦y≦0.3
(6)1.0ab<x≦1.25abのとき、−0.001x+0.00125ab≦y≦0.3
(7)1.25ab<x≦1.75abのとき、0≦y≦0.3
(8)1.75ab<x≦2.0のとき、0.003x−0.00525(2−ab)≦y≦0.3
1.5≦Sn≦3.0wt%の場合、
(1)0≦x≦0.1abのとき、0.0275ab≦y≦0.3
(2)0.1ab<x≦0.2abのとき、−0.075x+0.035ab≦y≦0.3
(3)0.2ab<x≦0.3abのとき、−0.1425x+0.0485ab≦y≦0.3
(4)0.3ab<x≦0.5abのとき、0.00575ab≦y≦0.3
(5)0.5ab<x≦1.0abのとき、0.011x+0.00025ab≦y≦0.3
(6)1.0ab<x≦1.25のとき、0.075x−0.06375(2−ab)≦y≦0.3
の関係を満たす量となる(上記において、x、y、a、およびbは、上記と同義である)。
結晶組織がα相とβ相との合計比率85%以上であり、
Cuを55wt%以上75wt%以下、
Biを0.3wt%以上4.0wt%以下、そして
BおよびSi、さらに
0.1wt%以上2.0wt%以下のNi、0.1wt%以上2.0wt%以下のAl、および0.1wt%以上3.0wt%以下のSnからなる群から選択される少なくとも二つの成分と、
残部が実質的にZnと不可避不純物からなる黄銅であって、
BおよびSiの量が、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、前記Ni、Al、およびSnからなる群の少なくとも二つの元素のそれぞれの量に対応した、請求項2〜10に規定される少なくとも二つの関係式を同時に満たすものとされてなることを特徴とする黄銅が提供される。
本発明による黄銅は、Pbを含まず、一方でその切削性、鋳造性、機械特性はPbを含む黄銅と同等またはそれ以上の性能を有することから、水栓金具材料に好ましく用いられる。具体的には、給水金具、排水金具、バルブなどの材料として好ましく用いられる。
本発明による黄銅を材料とする成型品は、その良好な鋳造性から、金型鋳造、砂型鋳造のいずれによっても製造可能であるが、金型鋳造においてその良好な鋳造性の効果をより享受できる。また、本発明による黄銅は、その切削性においても良好であるから、鋳造後に切削加工されてもよい。また、本発明による黄銅は、連続鋳造後に押し出しで成形される切削用棒材や鍛造用棒材、さらに抽伸により成形される線材とされてもよい。
評価試験
以下の実施例における各評価試験の詳細は以下の通りとした。
鋳造割れ性を両端拘束型試験法により評価した。使用した金型1の形状は図1に示される通りであった。図1において、中央部に断熱材2を設け、中央部の冷却が、両端拘束部3よりも遅れるようにし、また拘束端距離(2L)は100mm、断熱材長さ(2l)は70mmとした。
試験は、拘束部が急冷されて両端が拘束され、その状態でさらに中央部で凝固が進むようにし、発生した凝固収縮応力により、最終凝固部となる試験片中央部で割れが生じるか否かを調べることにより行った。
その結果、割れなしの場合を◎、部分的に割れを生じたが、破断するまでには至らなかった場合を○、割れが発生し破断した場合を×と判定した。
直径35mm、長さ100mmの鋳塊を金型鋳造で作製し、外径部を旋削加工して切削性を評価した。具体的には、切削性は、黄銅鋳物3種(JIS CAC203)に対する切削抵抗指数で評価した。切削条件は、周速80〜175m/min、送り量0.07〜0.14mm/rev.、切り込み量0.25〜1mmとし、切削抵抗指数は下記式で算出した。
切削抵抗指数(%)=CAC203の切削抵抗/試験材の切削抵抗×100
その結果、切削抵抗指数が70%以上を◎、50以上70%未満を○、50%未満を×と判定した
直径35mm、長さ100mmの鋳塊を金型鋳造で作製し、JIS Z 2201 14A号試験片に機械加工して引張試験を行った。すなわち、0.2%耐力、引張強さ、破断伸びを測定し、0.2%耐力が100N/mm2以上、引張強さが245N/mm2以上、破断伸びが20%以上を判定基準とした。3項目全てを満足する場合を◎、2項目を満足する場合を○、1項目以下しか満足できない場合を×と判定した。
(4)耐食性試験
金型鋳造で作製した直径35mm、長さ100mmの鋳塊を得て、これを試験片として、日本伸銅協会技術標準 JBMA T−303−2007に準じて試験を行った。
最大侵食深さが150μm以下を◎、150μmを超えて300μm以下を○、300μmを超えるものを×と判定した。
(5)結晶相比率の測定
光学顕微鏡で撮影した結晶組織写真を画像処理し、α相及びβ相の面積比率を求めた。
下記の表に記載の組成の黄銅を鋳造した。すなわち、電気Cu、電気Zn、電気Bi、電気Pb、電気Sn、Cu−30%Ni母合金、電気Al、Cu−15%Si母合金、Cu−2%B母合金、Cu−30%Mn母合金、Cu−10%Cr母合金、Cu−15%P母合金、Cu−10%Fe母合金等を原料として、高周波溶解炉で成分調整しながら溶解し、まず、両端拘束試験金型に鋳造して鋳造割れ性を評価した。
引き続き、円筒形金型に鋳造して直径35mm、長さ100mmの鋳塊を作製し、鋳塊を供試材として切削性および機械特性、耐食性の評価、結晶相比率の測定を行った。
その評価結果は以下の表に示される通りであった。
Cu/Zn=60/40の黄銅にPbを2%添加した黄銅では、鋳造割れは発生しない。しかし、快削成分のPbの代替としてBiを添加すると鋳造割れが発生した。BiはPbと同様に切削性を改善するが、著しく鋳造割れが発生しやすい。
Biを添加した黄銅における鋳造割れは、BとSiの添加で防止することができるが、例5のようにCuが75wt%を超えると鋳造割れが発生しやすくなる。一方、Cuは55wt%まで低くしても鋳造割れの発生は認められないが、Znが増えることでβ相の比率が増大し、材料の伸びの低下が見られた。従って、良好な鋳造割れ性を得るためにはCuを75wt%以下とし、また良好な機械特性も同時に得るためにはCuを55wt%以上とする。
BとSiの添加量を高くすると鋳造割れを防止する効果がより高まる。しかし、過剰にBを添加しすぎると、材料が硬質かつ脆くなる。すなわち、切削抵抗が高くなるとともに材料の伸びが低下する。切削性や機械特性への影響を考慮すると、B添加量は0.3wt%以下、好ましくは0.03wt%以下、より好ましくは0.01wt%以下とする。
Biは添加量が多いほど切削性が向上し、0.3wt%以上の添加で効果が得られた。ただし高価な元素であるため、過剰に添加すると材料コストが高くなることから、4wt%以下に抑えることが好ましい。また、Biは鋳造割れ発生の起点となるため、添加量によって鋳造割れの発生しやすさが変化する。添加量が多くなるほど鋳造割れが発生する危険性が高くなるため、割れを防止するためにはBとSi添加量を増加させることが好ましい。
Bi添加量が1.5wt%未満であると、割れを防止するために必要なBとSi添加量を減らすことができるが、Biが1.5≦Bi≦4wt%の場合に必要となるB、Si添加量を基準とすると、Biが0.3≦Bi<0.75wt%の場合は0.2倍、0.75≦Bi<1.5wt%の場合は、0.85倍の添加量で鋳造割れを防止することが可能になる。
例101〜107は、見かけのZn当量を37〜45%とすることで良好な鋳造性を得ることができることを示している。Zn当量が37%未満になると、初晶α相のデンドライトが発生し、鋳造割れが発生しやすくなる。一方、Zn当量が45%を超えるとβ相の比率が増大し、材料の伸びが低下する。
Alの0.1wt%以上0.3wt%未満の添加による鋳造割れへの影響は見られなかったが、0.3wt%以上になると鋳造割れを発生しやくなり、BとSi量を高める必要がある。また、BとSi添加量を高くすれば、添加するAlの量を増やすことができるが、Alを添加しすぎると材料の伸びが低下するため、Alは2wt%以下の添加に抑える必要がある。
Snは0.1wt%以上の添加で鋳造割れに影響する可能性があり、特にSn1.5wt%以上になると鋳造割れが発生しやくなるが、BとSi添加量を高めることでこれを抑制できる。
Niは0.1wt%以上の添加で鋳造割れに影響する可能性があり、特にNiを添加する場合は、Siを添加することでその影響を排除できる。AlやSn同様、Niも添加量が増えるにつれて鋳造割れが発生しやくなり、それに応じてBとSi添加量を高めることが好ましい。
Mnは鋳造割れに影響するが、0.3wt%未満であれば、その影響を排除できる。Mnを0.3wt%以上添加する場合には、Si添加量を0.7wt%以上に高めることが好ましい。
これらの例は、不可避的不純物の存在が許容され、BとSiの添加量を高めることで、不可避不純物の許容量が高くなることを示す。Sbは鋳造割れを発生させやすくするが、BまたはSiを高めることで、0.2wt%以下の添加が可能である。また同様にFeは1wt%以下、Pbは0.5wt%以下、Pは0.2wt%以下の添加が可能である。例に示した以上にBとSiの添加量を高めれば、これら元素を更に多く添加することも可能であることが示唆される。
BとSi添加量を高くすれば、鋳造割れを効果的に防止できるが、過剰に添加すると切削性や機械特性の悪化につながる。例455〜467に示すような組成が、鋳造性、切削性、機械特性をバランスよく保つことができる例である。
上述のとおり、BはFeやCrなどと化合物を形成しやすく、そのような化合物を形成すると研磨などの表面加工時に外観不良の要因となることがある。従って、研磨仕上げを行う装飾部品等では、FeやCrの含有量を極力少なくするとともに、Bの添加量も可能な限り少なくすることが好ましい。Bを少なくすると鋳造割れが発生しやすくなるが、他方でSi添加量を高めることで鋳造割れを防止することができる。例468〜490に示すような組成が、切削性、機械特性を悪化させることなく、良好な鋳造性と表面加工性を得ることができる例である。
Snの添加により耐食性を向上させることができる。Snを1wt%以上添加することで良好な耐食性が得られる。また、例495〜498にようにCuを高くすることで耐食性の向上させることも可能である。例499、500のようにCuを高くし、かつSnを添加すれば、大幅に耐食性を向上させることが可能であり、例501〜515に示すような組成は、切削性、機械特性表面加工性を悪化させることなく、良好な鋳造性と耐食性を得ることができる例である。
なお、例5を除いた上記例1〜515のα相+β相の相比率は、全て85%以上であった。
Claims (15)
- 結晶組織がα相とβ相との合計比率85%以上であり、
Cuを55wt%以上75wt%以下、
Biを0.3wt%以上4.0wt%以下、
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
0≦x≦2.0、0≦y≦0.3、およびy>−0.15x+0.015ab
(ここで、aは、Biが0.3≦Bi<0.75wt%、0.75≦Bi<1.5wt%、1.5≦Bi≦4.0wt%の場合、それぞれ0.2、0.85、および1であり、
bは、見かけ上のZn含有量が、37%以上41%未満であるとき1であり、41%以上45%以下であるとき0.75である)
の関係を満足する量、そして
残部が実質的にZnと不可避不純物からなることを特徴とする、黄銅。 - 結晶組織がα相とβ相との合計比率85%以上であり、
Cuを55wt%以上75wt%以下、
Biを0.3wt%以上4.0wt%以下、
Niを0.1wt%以上0.3wt%未満、
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
(1)0.05ab≦x≦0.75abのとき、0<y≦0.3、そして
(2)0.75ab<x≦2.0のとき、0≦y≦0.3
(ここで、aは、Biが0.3≦Bi<0.75wt%、0.75≦Bi<1.5wt%、1.5≦Bi≦4.0wt%の場合、それぞれ0.2、0.85、および1であり、
bは、見かけ上のZn含有量が、37%以上41%未満であるとき1であり、41%以上45%以下であるとき0.75である)
の関係を満足する量、そして
残部が実質的にZnと不可避不純物からなることを特徴とする、黄銅。 - 結晶組織がα相とβ相との合計比率85%以上であり、
Cuを55wt%以上75wt%以下、
Biを0.3wt%以上4.0wt%以下、
Niを0.3wt%以上1.0wt%未満
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
(1)0.05ab≦x≦0.2abのとき、−0.15x+0.03ab<y≦0.3、
(2)0.2ab<x≦0.75abのとき、0<y≦0.3、
(3)0.75ab<x≦1.75abのとき、0≦y≦0.3、そして
(4)1.75ab<x≦2.0のとき、0.004x−0.007(2−ab)<y≦0.3
(ここで、aは、Biが0.3≦Bi<0.75wt%、0.75≦Bi<1.5wt%、1.5≦Bi≦4.0wt%の場合、それぞれ0.2、0.85、および1であり、
bは、見かけ上のZn含有量が、37%以上41%未満のとき1であり、41%以上45%以下のとき0.75である)
の関係を満足する量、そして
残部が実質的にZnと不可避不純物からなることを特徴とする、黄銅。 - 結晶組織がα相とβ相との合計比率85%以上であり、
Cuを55wt%以上75wt%以下、
Biを0.3wt%以上4.0wt%以下、
Niを1.0wt%以上2.0wt%以下、
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
(1)0.05ab≦x≦0.2abのとき、0.02ab<y≦0.3、
(2)0.2ab<x≦0.3abのとき、−0.05x+0.03ab<y≦0.3、
(3)0.3ab<x≦0.5abのとき、0.015ab<y≦0.3、
(4)0.5ab<x≦1.0abのとき、−0.026x+0.028ab<y≦0.3、
(5)1.0ab<x≦1.5abのとき、0.011x−0.009(2−ab)<y≦0.3、そして
(6)1.5ab<x≦2.0のとき、0.0075ab<y≦0.3
(ここで、aは、Biが0.3≦Bi<0.75wt%、0.75≦Bi<1.5wt%、1.5≦Bi≦4.0wt%の場合、それぞれ0.2、0.85、および1であり、
bは、見かけ上のZn含有量が、37%以上41%未満であるとき1であり、41%以上45%以下であるとき0.75である)
の関係を満足する量、そして
残部が実質的にZnと不可避不純物からなることを特徴とする、黄銅。 - 結晶組織がα相とβ相との合計比率85%以上であり、
Cuを55wt%以上75wt%以下、
Biを0.3wt%以上4.0wt%以下、
Alを0.1wt%以上0.3wt%未満、
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
0≦y≦0.3、0≦x≦2.0、y>−0.15x+0.015ab
(ここで、aは、Biが0.3≦Bi<0.75wt%、0.75≦Bi<1.5wt%、1.5≦Bi≦4.0wt%の場合、それぞれ0.2、0.85、および1であり、
bは、見かけ上のZn含有量が、37%以上41%未満であるとき1であり、41%以上45%以下であるとき0.75である)
の関係を満足する量、そして
残部が実質的にZnと不可避不純物からなることを特徴とする、黄銅。 - 結晶組織がα相とβ相との合計比率85%以上であり、
Cuを55wt%以上75wt%以下、
Biを0.3wt%以上4.0wt%以下、
Alを0.3wt%以上1.0wt%未満、
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
(1)0≦x≦0.1abのとき、−0.15x+0.015ab<y≦0.3、
(2)0.1ab<x≦1.5abのとき、0<y≦0.3、そして
(3)1.5ab<x≦2.0のとき、0.002x−0.003(2−ab)<y≦0.3
(ここで、aは、Biが0.3≦Bi<0.75wt%、0.75≦Bi<1.5wt%、1.5≦Bi≦4.0wt%の場合、それぞれ0.2、0.85、および1であり、
bは、見かけ上のZn含有量が、37%以上41%未満のとき1であり、41%以上45%以下のとき0.75である)
の関係を満足する量、そして
残部が実質的にZnと不可避不純物からなることを特徴とする、黄銅。 - 結晶組織がα相とβ相との合計比率85%以上であり、
Cuを55wt%以上75wt%以下、
Biを0.3wt%以上4.0wt%以下、
Alを1.0wt%以上、2.0wt%以下、
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
(1)0.05ab≦x≦0.3abのとき、0.004ab<y≦0.3、
(2)0.3ab<x≦0.5abのとき、−0.01x+0.007ab<y≦0.3、
(3)0.5ab<x≦1.0abのとき、−0.004x+0.004ab<y≦0.3、
(4)1.0ab<x≦1.5abのとき、0.001x−0.001(2−ab)<y≦0.3、そして
(5)1.5ab<x≦2.0のとき、0.0005ab<y≦0.3
(ここで、aは、Biが0.3≦Bi<0.75wt%、0.75≦Bi<1.5wt%、1.5≦Bi≦4.0wt%の場合、それぞれ0.2、0.85、および1であり、
bは、見かけ上のZn含有量が、37%以上41%未満のとき1であり、41%以上45%以下のとき0.75である)
の関係を満足する量、そして
残部が実質的にZnと不可避不純物からなることを特徴とする、黄銅。 - 結晶組織がα相とβ相との合計比率85%以上であり、
Cuを55wt%以上75wt%以下、
Biを0.3wt%以上4.0wt%以下、
Snを0.1wt%以上0.3wt%未満、
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
(1)0≦x≦0.125abのとき、−0.16x+0.02ab<y≦0.3、
(2)0.125ab<x≦0.4abのとき、0<y≦0.3、そして
(3)0.4ab<x≦2.0のとき、0≦y≦0.3
(ここで、aは、Biが0.3≦Bi<0.75wt%、0.75≦Bi<1.5wt%、1.5≦Bi≦4.0wt%の場合、それぞれ0.2、0.85、および1であり、
bは、見かけ上のZn含有量が、37%以上41%未満のとき1であり、41%以上45%以下のとき0.75である)
の関係を満足する量、そして
残部が実質的にZnと不可避不純物からなることを特徴とする、黄銅。 - 結晶組織がα相とβ相との合計比率85%以上であり、
Cuを55wt%以上75wt%未満、
Biを0.3wt%以上4.0wt%以下、
Snを0.3wt%以上1.5wt%未満、
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
(1)0≦x≦0.25abのとき、−0.08x+0.02ab<y≦0.3、
(2)0.25ab<x≦1.25abのとき、0<y≦0.3、
(3)1.25ab<x≦1.75abのとき、0≦y≦0.3、そして
(4)1.75ab<x≦2.0のとき、0.002x−0.0035(2−ab)<y≦0.3
(ここで、aは、Biが0.3≦Bi<0.75wt%、0.75≦Bi<1.5wt%、1.5≦Bi≦4.0wt%の場合、それぞれ0.2、0.85、および1であり、
bは、見かけ上のZn含有量が、37%以上41%未満のとき1であり、41%以上45%以下のとき0.75である)
の関係を満足する量、そして
残部が実質的にZnと不可避不純物からなることを特徴とする、黄銅。 - 結晶組織がα相とβ相との合計比率85%以上であり、
Cuを55wt%以上75wt%以下、
Biを0.3wt%以上4.0wt%以下、
Snを1.5wt%以上3.0wt%以下、
BおよびSiを、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、
(1)0≦x≦0.1abのとき、0.025ab<y≦0.3、
(2)0.1ab<x≦0.3abのとき、−0.105x+0.0355ab<y≦0.3、
(3)0.3ab<x≦0.5abのとき、0.004ab<y≦0.3、
(4)0.5ab<x≦1.0abのとき、0.007x+0.0005ab<y≦0.3、そして
(5)1.0ab<x≦2.0のとき、0.045x−0.0375(2−ab)<y≦0.3
(ここで、aは、Biが0.3≦Bi<0.75wt%、0.75≦Bi<1.5wt%、1.5≦Bi≦4.0wt%の場合、それぞれ0.2、0.85、および1であり、
bは、見かけ上のZn含有量が、37%以上41%未満のとき1であり、41%以上45%以下のとき0.75である)
の関係を満足する量、そして
残部が実質的にZnと不可避不純物からなることを特徴とする、黄銅。 - 結晶組織がα相とβ相との合計比率85%以上であり、
Cuを55wt%以上75wt%以下、
Biを0.3wt%以上4.0wt%以下、そして
BおよびSi、さらに
0.1wt%以上2.0wt%以下のNi、0.1wt%以上2.0wt%以下のAl、および0.1wt%以上3.0wt%以下のSnからなる群から選択される少なくとも二つの成分と、
残部が実質的にZnと不可避不純物からなる黄銅であって、
BおよびSiの量が、それぞれをywt%およびxwt%としたとき、前記Ni、Al、およびSnからなる群の少なくとも二つの元素のそれぞれの量に対応した、請求項2〜10に規定される少なくとも二つの関係式を同時に満たすものとされてなることを特徴とする、黄銅。 - 請求項1〜11のいずれか一項に記載の黄銅に対して、Mnを0.3wt%以上4.0wt%以下、およびSiを0.7wt%以上2.0wt%以下の量添加されたことを特徴とする、黄銅。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の黄銅に対して、Mnを0.3wt%未満の量添加されたことを特徴とする、黄銅。
- 請求項1乃至13のいずれか一項に記載の黄銅からなる、水栓金具。
- 金型鋳造により製造された、請求項14に記載の水栓金具。
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