JPH0463143B2

JPH0463143B2 -

Info

Publication number: JPH0463143B2
Application number: JP15841788A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Sasaki; Tooru Takano; Shinichi Daimon; Yutaka Tateoka; Nobusuke Kobayashi
Original assignee: HOTSUKO KINZOKU KOGYO KK; KOSUMO KOKI KK
Current assignee: HOTSUKO KINZOKU KOGYO KK; KOSUMO KOKI KK
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1992-10-08
Also published as: JPH028344A

Description

【発明の詳細な説明】

イ発明の目的〔産業上の利用分野〕この発明は、優れた耐食性を有する球状黒鉛鋳
鉄いわゆるダクタイル鋳鉄、並びにこの球状黒鉛
鋳鉄により作られたボルト等の接続部品に関する
ものである。〔従来の技術〕一般に、地下埋設構造物である上水、下水、ガ
ス、油等の流体輸送用管路においては各種の接続
部品が使用されているが、この接続部品中、鋳鉄
製のボルトは最も多く使用され、かつ重要な役割
を担つている。そして、鋳鉄製ボルトは比較的水
に対する耐食性が高いものであるが、ボルトは高
応力に基づく応力腐食、ボルトのねじ切り部に生
じる残留応力に基づく腐食、更には構造物とボル
トとの電位差に基づく電食等の種々の要因によ
り、選択的に腐食し、問題を有するものである。そこで、この鋳鉄製ボルトの耐食性を更に高め
るために、これまで種々の方法が提案されてい
る。その方法として、球状黒鉛鋳鉄ボルトを加
熱酸化することにより、ねじ部の残留応力を除去
するとともに、ボルト表面に0.03mm以上の厚さの
Fe₂SiO₄鉄橄欖石を含む酸化被膜を生成させる方
法（特公昭46−19843号）、及びNi及びCuを添
加した球状黒鉛鋳鉄ボルトを熱処理により基地組
織をフエライト基地とすることにより、電気化学
的に構造物本体より電位を高くし耐食性を増大さ
せる方法（特公昭60−26824号）、等がある。これらの方法のうち、は優れた作用効果を顕
すものであるが、高価なNiを1.0〜3.0％含有して
いるため経済的に問題がある。〔発明が解決しようとする問題点〕本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、
球状黒鉛鋳鉄の電気化学的電位を高め、耐食性の
増大を図ることを基本的技術思想としつつ、より
経済的に安価でかつ防食効果の大きい、電位の高
い材料を提供することを目的とするものである。ロ発明の構成〔問題点を解決するための手段〕本発明の球状黒鉛鋳鉄は、C2.5〜4.0％，Si2.0
〜3.3％，Mn0.5％以下、S0.02％以下、P0.08％以
下の基本組成に対し、電位を高める元素として
Niより安価なCuを1.0〜2.5％、また、従来より球
状化阻害元素として最も忌避されているTiを0.05
〜0.3％の極く微量添加することにより更に電位
を高めたものであり、更に加えて、電位を高めか
つ球状化に対して無害なNi及びCoの第三元素を
0.1〜0.5％の極く少量の範囲で一種又は二種同時
に共存させることにより、電位の安定化を図り、
優れた耐食性を有する材料となしたものである。次に本発明の球状黒鉛鋳鉄の成分限定について
説明する。Ｃ量2.5〜4.0％：Ｃが2.5％以下では白銑化しや
すく、Ｃが4.0％を越えるとＣドロスを生じ流動
性が低下し鋳造欠陥を生じやすいので一般的な成
分範囲の2.5〜4.0％としたが、黒鉛化を図る点か
らするとこの範囲でもやや高目の方が望ましい。 Si量2.0〜3.3％：Siは黒鉛化促進と耐食性向上
とに効果があり、高い方が望ましい。しかし余り
多くなると低温における衝撃値の低下が著しいの
でこの範囲が望ましい。 Mn量0.5％以下：Mnはパーライト安定化元素
で材料を硬くするのでこの範囲でも少ない方が望
ましい。Ｓ量0.02％以下：Ｓが多くなると球状化剤を消
費し、球状化を阻害するのでJISG5502に定めた
0.02％以下が望ましい。Ｐ量0.08％以下：Ｐ量が多くなると、粒界にス
テダイト相を晶出し、材料を脆化さるので0.08％
以下が望ましい。 Cu量1.0〜2.5％：Cuは自然電位を上げ耐食性を
向上させる効果がある。1.0％以下では電位を上
げる効果が不充分である。一方、2.5％を越える
と球状化を阻害し、偏析を生じかつ電位もそれ程
高くならないので、1.0％から2.5％の範囲が望ま
しい。 Ti量0.05〜0.3％：Tiは球状化阻害元素として
最も忌避される元素で、球状黒鉛鋳鉄での許容限
度は0.07〜0.1％といわれ（例えば、日本鋳物協
会編、丸善株式会社発行、「鋳物便覧」改訂４版
559頁、昭和61年１月20日参照）、0.05％以下にな
るよう管理するのが一般的である。本発明ではこのTiをあえて増量添加すること
で、球状黒鉛鋳鉄の電気化学的な電位を高めるこ
とを見い出し、耐食性の優れた球状黒鉛鋳鉄を提
供するものであり、添加量について種々試験検討
したところ、電位を上げる効果は0.05％〜0.3％
の添加で充分であることが判明した。Tiが0.3％
を越えると、明らかに球状化阻害の現象がみられ
るので、Tiは0.05％〜0.3％の範囲とする。 Ni量0.1〜0.5％：Niは球状黒鉛鋳鉄の自然電位
を上げ、耐食性を向上させる元素であり、Cu1.0
％〜2.5％と共存させると電位を更に上げかつ安
定化させる効果がある。しかし、Cu及びTiと共
存のもとでは、0.5％を越えてNiを加えても、添
加量に比例した電位の向上は認められず、逆に価
格のみ上昇する。以上の点から0.1％〜0.5％の範
囲内が適当である。 Co量0.1〜0.5％：CoもNiと同様に電位を上げ
安定化させる。しかしCoもNi以上に高価な金属
であり、Niと同様0.5％以上越えて添加しても価
格のみが上昇し、それに比例した効果は認められ
ず、0.1〜0.5％の範囲内が適当である。〔実施例〕以下、本発明の実施例を説明するとともに、従
来の球状黒鉛鋳鉄との機械的・化学的特性に係る
比較を示す。酸性ライニングを施した低周波炉（3ton）を用
いて、銑鉄、社内戻り材及び鋼スクラツプを溶解
し、これにFe−Si、炭素電極粉及び銅線屑を加
えて1500℃に加熱した。しかる後、この溶湯を、
Fe−Si−Mg合金の球状化剤、必要量のFe−Ti合
金細粒、Ni屑及びFe−Co合金細粒の入つた取鍋
に注ぎ、球状化処理と合金添加を行い、次いで
Fe−Si合金で接種処理を施し、約1360℃JIS−
G5502−Ｂ号Ｙブロツク及びM20×90のＴ頭ボル
トの鋳型に鋳込んだ。作製した試料は第１表のとおりであり、試料１
は比較用試料であり、JIS−G5502−１種FCD40
相当品である。

【表】鋳造した第１表の成分組成を有するＹブロツク
及びボルトについて、台車式重油加熱炉を用いて
850℃まで昇温し、60分保持後250℃まで炉冷し、
その後炉から取り出し空冷した。その結果、試料１を除く他のＹブロツク試料で
は３〜10％程度のパーライトの残留が認められた
が、ボルト試料でのパーライト残留は０〜３％内
であつた。ボルト試料は、下削り加工後、ねじ転造盤です
べて容易に所定の寸法にねじ加工をすることがで
きた。Ｙブロツク試料からは、JISZ2201の４号試験
片を削り出し、引張り試験を実施したところ、第
２表に示す結果を得た。第２表で試料７以外は、ほぼ50Kgｆ／mm²の引張
り強度が得られ、伸びも16％以上を示した。試料
７は、引張り強さ45.9Kgｆ／mm²、伸び9.5％と低
い。これは、Cu1.42％，Ti0.40％を含む合金試料
で、Tiが0.3％以上のため、球状化率60〜70％と
低く球状黒鉛鋳鉄として適さないといえる。

【表】次に、第１表のＹブロツク試料より、２mm厚さ
×30mm×30mmの板状試料を切り出し、表面を０番
のエメリー紙で研磨した後アルコール洗浄をした
試料について、塩酸水溶液及び食塩水中での腐食
試験（第３表−１）を行い、また飽和カロメル電
極を基準電極として腐食電位を測定（第３表−
２）して、第３表の結果を得た。第３表−１の結果から、試料３と本発明の試料
４，５及び６の腐食減量は比較試料１と比べて、
6N−HCL溶液浸漬では1/13，３％食塩水浸漬で
は1/2以下であり良好な耐食性を示す。また、第３表−２の電位についても、試料３と
本発明の試料４，５及び６は比較試料１と比べて
20〜40mv高い値を示している。試料７，８及び試料９はTi，Ni及びCoが各々
0.4％，0.61％及び0.60％と本発明成分範囲より多
くの各々の成分を含んでいるが、腐食減量及び電
位の点から添加量の増加の効果は認められない。
また、Tiを含まないCuのみ含有の試料２は、Ti
を含む試料３と本発明の試料４，５及び

【表】表中イは6N−HCL水溶液中（20℃）３時間浸漬
後の腐食減量ロは３％NaCl水溶液（20℃）72時間浸漬後の
腐食減量ハは0.2N−HCl水溶液（20℃）浸漬15分後の
腐食電位ニは３％NaCl水溶液（20℃）浸漬25分後の腐
食電位６に比較し腐食減量は大きく、電位の点からも劣
ることは明らかである。更に、転造ねじ加工した前記M20×90ボルト試
料を、鋳鉄継手に組み付け、海岸砂浜に約９か月
間埋没したものについて腐食減量を測定したとこ
ろ第４表に示す結果を得た。第４表の結果から、試料３と本発明の試料４，
５及び６の腐食減量は比較試料１の半分以下であ
り、耐食性に優れていることが確かめられた。なお、Ni，Coを含まない試料３は本発明の試
料４，５及び６に比べ、有意の差をもつてわずか
ながら耐食性が劣るものである。

【表】ハ発明の効果以上の説明のように、本発明の球状黒鉛鋳鉄
は、従来の球状黒鉛鋳鉄に比較して、高い電位を
有し、優れた耐食性を有する実用上極めて有用な
埋設構造物の接続部品とすることができる。

Claims

【特許請求の範囲】１ C2.5〜4.0％，Si2.0〜3.3％，Mn0.5％以下、
S0.02％以下、P0.08％以下、Cu1.0〜2.5％，
Ti0.05〜0.3％を含有し、更にNi及びCoのうちの
いずれか一種又は二種を同時に総計で0.1〜0.5％
を含有して、残部がFe並びに球状化剤、接種剤
より残留するMg，Ca，Ce，Ｙ，Ba，Alの一種
又は二種以上の成分からなることを特徴とする耐
食性球状黒鉛鋳鉄。２ C2.5〜4.0％，Si2.0〜3.3％，Mn0.5％以下、
S0.02％以下、P0.08％以下、Cu1.0〜2.5％，
Ti0.05〜0.3％を含有し、更にNi及びCoのうちの
いずれか一種又は二種を同時に総計で0.1〜0.5％
を含有して、残部がFe並びに球状化剤、接種剤
より残留するMg，Ca，Ce，Ｙ，Ba，Alの一種
又は二種以上の成分からなることを特徴とする耐
食性球状黒鉛鋳鉄で作られた接続部品。