JPS6157902B2 - - Google Patents
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- JPS6157902B2 JPS6157902B2 JP3062782A JP3062782A JPS6157902B2 JP S6157902 B2 JPS6157902 B2 JP S6157902B2 JP 3062782 A JP3062782 A JP 3062782A JP 3062782 A JP3062782 A JP 3062782A JP S6157902 B2 JPS6157902 B2 JP S6157902B2
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- Japan
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- welding
- metal
- weld
- cast iron
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- Arc Welding In General (AREA)
- Coating With Molten Metal (AREA)
Description
本発明は溶接時の硬化を抑制した溶接性の優れ
た鋳鉄に関するものである。一般に鋳鉄は溶接部
の白銑化傾向が強いことから、複雑な形状のもの
も一体でつくる鋳造品が多く、溶接する例が少な
い。僅かに鋳造後の補修が、使用中の破損の修理
に溶接が適用されているにすぎない。従つて溶接
性が改善されると、耐摩耗材料、防振材料、構造
物材料等への用途は飛躍的に拡大されることが期
待される。 従来白銑化による硬化を抑制する技術として溶
接棒の組成、被覆材の組成、溶接方法、溶接装置
の改善に重点が置かれていたが、それぞれに欠点
があり、それらは溶着金属と未溶解母材の界面近
傍に存在している薄い固液混合相において、黒鉛
化元素の未拡散及び不完全拡散層が生じ、この部
分が母材からの冷却効果を受けて白銑化凝固する
ということが考えられ、これらの点から鋳物自体
の溶接性を向上させる技術の必要性にせまられ
た。本発明は鋳物の溶接時の硬化を抑制する元素
を添加し、溶接性の優れた鋳鉄を提供することを
目的とするものである。 すなわち、本発明は (1) Ｃ：２〜4.8％、Mn：0.1〜1.5％、Si：2.5〜
4.5％、Al：1.0〜4.0％、Sb：0.05〜1.0％、残
部鉄および不可避的不純物からなることを特徴
とする溶接性の優れた鋳鉄。 (2) ｃ：２〜4.8％、Mn：0.1〜1.5％、Si：2.5〜
4.5％、Al：1.0〜4.0％、Sb：0.05〜1.0％、
Ti：0.01〜1.0％残部鉄及び不可避的不純物か
らなることを特徴とする溶接性の優れた鋳鉄で
ある。 本発明において、溶接性をよくするために、溶着
金属面白銑化を防止することが必要である。すな
わち、本発明鋳鉄は従来知られている鋳鉄に較べ
てAl、Sb、Tiを添加したのが特徴であり、これ
らの添加元素は母材と溶着金属の界面及び溶着金
属へ溶出し、この部分の凝固中に黒鉛晶出の核と
なり、その成長を促進し、白銑化を防止すると考
えられる。またこれらの元素は母材内においても
黒鉛化を促進し、白銑化防止に有効な初晶黒鉛の
晶出をもたらす。即ち溶接中、この初晶黒鉛の未
溶解部分が、母材と溶着金属の界面及び溶着金属
へ移動拡散し、その部分が凝固する過程におい
て、黒鉛晶出の核となり、その成長を促進し、白
銑化を防止すると考えられる。 以下本発明にかゝる鋳鉄を表を参照してさらに
詳しく説明する。第１表に試験片素材溶製条件、
第２表に試験片形状、第３表に溶接棒の化学組
成、第４表にTIG溶接条件を示した。
た鋳鉄に関するものである。一般に鋳鉄は溶接部
の白銑化傾向が強いことから、複雑な形状のもの
も一体でつくる鋳造品が多く、溶接する例が少な
い。僅かに鋳造後の補修が、使用中の破損の修理
に溶接が適用されているにすぎない。従つて溶接
性が改善されると、耐摩耗材料、防振材料、構造
物材料等への用途は飛躍的に拡大されることが期
待される。 従来白銑化による硬化を抑制する技術として溶
接棒の組成、被覆材の組成、溶接方法、溶接装置
の改善に重点が置かれていたが、それぞれに欠点
があり、それらは溶着金属と未溶解母材の界面近
傍に存在している薄い固液混合相において、黒鉛
化元素の未拡散及び不完全拡散層が生じ、この部
分が母材からの冷却効果を受けて白銑化凝固する
ということが考えられ、これらの点から鋳物自体
の溶接性を向上させる技術の必要性にせまられ
た。本発明は鋳物の溶接時の硬化を抑制する元素
を添加し、溶接性の優れた鋳鉄を提供することを
目的とするものである。 すなわち、本発明は (1) Ｃ：２〜4.8％、Mn：0.1〜1.5％、Si：2.5〜
4.5％、Al：1.0〜4.0％、Sb：0.05〜1.0％、残
部鉄および不可避的不純物からなることを特徴
とする溶接性の優れた鋳鉄。 (2) ｃ：２〜4.8％、Mn：0.1〜1.5％、Si：2.5〜
4.5％、Al：1.0〜4.0％、Sb：0.05〜1.0％、
Ti：0.01〜1.0％残部鉄及び不可避的不純物か
らなることを特徴とする溶接性の優れた鋳鉄で
ある。 本発明において、溶接性をよくするために、溶着
金属面白銑化を防止することが必要である。すな
わち、本発明鋳鉄は従来知られている鋳鉄に較べ
てAl、Sb、Tiを添加したのが特徴であり、これ
らの添加元素は母材と溶着金属の界面及び溶着金
属へ溶出し、この部分の凝固中に黒鉛晶出の核と
なり、その成長を促進し、白銑化を防止すると考
えられる。またこれらの元素は母材内においても
黒鉛化を促進し、白銑化防止に有効な初晶黒鉛の
晶出をもたらす。即ち溶接中、この初晶黒鉛の未
溶解部分が、母材と溶着金属の界面及び溶着金属
へ移動拡散し、その部分が凝固する過程におい
て、黒鉛晶出の核となり、その成長を促進し、白
銑化を防止すると考えられる。 以下本発明にかゝる鋳鉄を表を参照してさらに
詳しく説明する。第１表に試験片素材溶製条件、
第２表に試験片形状、第３表に溶接棒の化学組
成、第４表にTIG溶接条件を示した。
【表】
【表】
【表】
【表】
第５表は、Ｃ：3.69〜3.82％、Mn：0.52〜0.55
％を基材にSi：2.09〜4.75％の範囲で４水準の溶
接母材を溶製し、過共晶溶接棒を用いて、第１
表、第２表、第３表の条件によりTIG溶接し、溶
接部の特性を調べ溶接性を評価した。
％を基材にSi：2.09〜4.75％の範囲で４水準の溶
接母材を溶製し、過共晶溶接棒を用いて、第１
表、第２表、第３表の条件によりTIG溶接し、溶
接部の特性を調べ溶接性を評価した。
【表】
第５表は溶接母材の化学組成と溶接部の特性及
び総合評価をしたものでSi：2.51％以上におい
て、母材と溶着金属の界面に白銑化がみられず、
引張試験では母材から破断し、かたさは機械加工
の容易なHv＝300を下廻つた。しかしSi：4.75％
含有する母材は、本発明における鋳鉄に許容され
るかたさであるHRB＝100を上廻つている。 第６表は、Ｃ：3.64〜3.78％、Si2.57〜2.62
％、Mn：0.49〜0.52％を基材に、Al：0.9〜4.2の
範囲で４水準の溶接表材を第１表と同じ条件で溶
製し、第２，３，４と同じ条件で溶接し、溶接部
の特性を調べ、溶接性を評価した。
び総合評価をしたものでSi：2.51％以上におい
て、母材と溶着金属の界面に白銑化がみられず、
引張試験では母材から破断し、かたさは機械加工
の容易なHv＝300を下廻つた。しかしSi：4.75％
含有する母材は、本発明における鋳鉄に許容され
るかたさであるHRB＝100を上廻つている。 第６表は、Ｃ：3.64〜3.78％、Si2.57〜2.62
％、Mn：0.49〜0.52％を基材に、Al：0.9〜4.2の
範囲で４水準の溶接表材を第１表と同じ条件で溶
製し、第２，３，４と同じ条件で溶接し、溶接部
の特性を調べ、溶接性を評価した。
【表】
第６表はAl含有の溶接母材の化学組成と溶接
部の特性及び総合評価を示したものである。
Al1.0〜4.0％の範囲で母材と溶着金属界面に白銑
化がみられず、引張試験では母材で破断した。溶
接作業性を阻害するキツシユ黒鉛晶出は1.0〜4.0
％で問題ないぐらい少なく1.0％未満で観察され
なかつた。かたさは1.0％以上でHv＝300以下で
機械加工はきわめて容易であつた。したがつて
Al含有量は1.0〜4.0％が適当である。 第７表はＣ：3.64〜3.74％、Si：2.60〜2.63
％、Mn：0.48〜0.52％を基材に、Sb：0.04〜1.15
％の範囲で４水準の溶接素材を表１と同じ条件で
溶製し、表２，３，４と同じ条件で溶接し、溶接
部の特性を調べ、溶接性を評価した。
部の特性及び総合評価を示したものである。
Al1.0〜4.0％の範囲で母材と溶着金属界面に白銑
化がみられず、引張試験では母材で破断した。溶
接作業性を阻害するキツシユ黒鉛晶出は1.0〜4.0
％で問題ないぐらい少なく1.0％未満で観察され
なかつた。かたさは1.0％以上でHv＝300以下で
機械加工はきわめて容易であつた。したがつて
Al含有量は1.0〜4.0％が適当である。 第７表はＣ：3.64〜3.74％、Si：2.60〜2.63
％、Mn：0.48〜0.52％を基材に、Sb：0.04〜1.15
％の範囲で４水準の溶接素材を表１と同じ条件で
溶製し、表２，３，４と同じ条件で溶接し、溶接
部の特性を調べ、溶接性を評価した。
【表】
第７表はSb含有の溶接母材の化学組成と溶接
部の特性及び総合評価を示したものである。
Sb：0.05％以上で母材と溶着金属界面に白銑化が
起こらない。しかし、1.01％では異形黒鉛の晶出
が観察された。引張試験ではSb：0.05〜1.01％の
範囲のものが母材で破断した。同範囲でかたさは
Hv＝300以下で、機械加工は可能であつた。した
がつてSb含有量は0.05〜1.00％が適当である。 以上の実験例が示すように、鋳鉄の溶接時の硬
化を抑制するためにSi，Al，Sbの元素を添加し
その抑制効果を調べその有効なことが解つた。こ
れらの元素の含有量はSi：2.5〜4.5％、Al：1.0〜
4.0％、Sb：0.05〜1.0、Siの含有量は2.1％より少
ない含有量では母材と溶着金属の界面における白
銑化を防止できない。4.5％より多い場合、フエ
ライト結晶格子へのSiの固溶が増し、硬化と延性
阻害が起こる。Alを含有せしめた場合、1.0％よ
り少ない量では白銑化を防止できない。4.0％よ
り多い場合、母材の初晶黒鉛の過剰晶出のため、
その強度低下を招き、また溶接中キツシユ黒鉛が
晶出して溶接作業性を阻害し、溶接部の外観を悪
くする。Sb含有の場合、0.05％より少ない場合、
白銑化を防止できない。1.0％より多い場合、黒
鉛形状に変化をきたし、母材及び溶接部の強度及
び延性を阻害することになる。このように本発明
は、普通の鋳鉄においてSi，Al，Sbを共存せし
むることによつて極めて溶接性のより鋳鉄が得ら
れる。 ところで、Sbを含有させた溶接母材の基地に
はパーライトが折出し、母材の延性を阻害するこ
とがある。それを防ぐにはTiが添加される。 第８表Ｃ：3.56〜3.61％、Si：２・57〜2.65
％、Mn：0.49〜0.54％、Sb：0.95〜1.03％を基材
にTi：0.008〜1.020％の範囲で４水準の溶接素材
を表１の条件で溶製し、パーライトの析出状況、
Ti介在物の晶出状況を調べたものである。
部の特性及び総合評価を示したものである。
Sb：0.05％以上で母材と溶着金属界面に白銑化が
起こらない。しかし、1.01％では異形黒鉛の晶出
が観察された。引張試験ではSb：0.05〜1.01％の
範囲のものが母材で破断した。同範囲でかたさは
Hv＝300以下で、機械加工は可能であつた。した
がつてSb含有量は0.05〜1.00％が適当である。 以上の実験例が示すように、鋳鉄の溶接時の硬
化を抑制するためにSi，Al，Sbの元素を添加し
その抑制効果を調べその有効なことが解つた。こ
れらの元素の含有量はSi：2.5〜4.5％、Al：1.0〜
4.0％、Sb：0.05〜1.0、Siの含有量は2.1％より少
ない含有量では母材と溶着金属の界面における白
銑化を防止できない。4.5％より多い場合、フエ
ライト結晶格子へのSiの固溶が増し、硬化と延性
阻害が起こる。Alを含有せしめた場合、1.0％よ
り少ない量では白銑化を防止できない。4.0％よ
り多い場合、母材の初晶黒鉛の過剰晶出のため、
その強度低下を招き、また溶接中キツシユ黒鉛が
晶出して溶接作業性を阻害し、溶接部の外観を悪
くする。Sb含有の場合、0.05％より少ない場合、
白銑化を防止できない。1.0％より多い場合、黒
鉛形状に変化をきたし、母材及び溶接部の強度及
び延性を阻害することになる。このように本発明
は、普通の鋳鉄においてSi，Al，Sbを共存せし
むることによつて極めて溶接性のより鋳鉄が得ら
れる。 ところで、Sbを含有させた溶接母材の基地に
はパーライトが折出し、母材の延性を阻害するこ
とがある。それを防ぐにはTiが添加される。 第８表Ｃ：3.56〜3.61％、Si：２・57〜2.65
％、Mn：0.49〜0.54％、Sb：0.95〜1.03％を基材
にTi：0.008〜1.020％の範囲で４水準の溶接素材
を表１の条件で溶製し、パーライトの析出状況、
Ti介在物の晶出状況を調べたものである。
【表】
第８表が示す通り、Ti0.010％以上でパーライ
トは消滅し、Ti1.020％以上でTi介在物の晶出が
認められた。したがつてSb0.05〜1.00％含有した
溶接母材においてはTi0.010〜1.000％含有せしめ
ることが適当であるパーライト析出を阻止する元
素として、Ti以外にNi，Co，Cu，Ｂなど元素が
あり、これらの元素を活用することも可能であ
る。 なお、Ｃは鋼の場合、溶着金属部分および熱影
響部を硬化させ、靭性を低下させるため、できる
限り低い方がこのましいのは、よく知られている
ことである。 しかるに鋳鉄においては、既に多量の黒鉛を含
んでいるため溶接部へのＣの溶け込み量を調整す
ることは全く不可能である。従つて鋳鉄の溶接性
に対するＣの影響は小さい。しかし本発明の構成
と幾つかの実験例に示したように、溶接部の白銑
化防止には、初晶黒鉛の晶出と未溶解初晶黒鉛の
残留と核作用が必要であるそのための条件として
は、過共晶組織であることが必要であるが、あま
りに過共晶であると、溶接作業を阻害し、かつ溶
接の特性を劣化する。 そこで実験結果より、Ｃについては次のように
規定した。 すなわち、Ｃ：２〜4.8％である。Ｃ：4.8％以
上であると溶接部の特性を劣化せしめるので4.8
以下と限定した。 実施例 １ 第９表に示す化学成分を持つ元素と残部鉄及び
不可避不純物からなる鋳鉄を表１の条件で溶製
し、これを表２に示した形状に加工し、表３に示
した化学成分を持つた溶接棒を用い、表４の条件
でTIG溶接し、溶接部の各種特性を調査した。そ
の結果白銑の晶出が全く見られず、引張試験では
母材において破断した。 かたさは、ビツカースかたさ、300以下で容易
に機械加工できた。またキツシユ黒鉛の晶出はみ
られなかつた。上述したように、この母材は溶接
性のすぐれたものである。なお、母材の金属組織
の基地には若干、パーライト折出がみとめられ
た。
トは消滅し、Ti1.020％以上でTi介在物の晶出が
認められた。したがつてSb0.05〜1.00％含有した
溶接母材においてはTi0.010〜1.000％含有せしめ
ることが適当であるパーライト析出を阻止する元
素として、Ti以外にNi，Co，Cu，Ｂなど元素が
あり、これらの元素を活用することも可能であ
る。 なお、Ｃは鋼の場合、溶着金属部分および熱影
響部を硬化させ、靭性を低下させるため、できる
限り低い方がこのましいのは、よく知られている
ことである。 しかるに鋳鉄においては、既に多量の黒鉛を含
んでいるため溶接部へのＣの溶け込み量を調整す
ることは全く不可能である。従つて鋳鉄の溶接性
に対するＣの影響は小さい。しかし本発明の構成
と幾つかの実験例に示したように、溶接部の白銑
化防止には、初晶黒鉛の晶出と未溶解初晶黒鉛の
残留と核作用が必要であるそのための条件として
は、過共晶組織であることが必要であるが、あま
りに過共晶であると、溶接作業を阻害し、かつ溶
接の特性を劣化する。 そこで実験結果より、Ｃについては次のように
規定した。 すなわち、Ｃ：２〜4.8％である。Ｃ：4.8％以
上であると溶接部の特性を劣化せしめるので4.8
以下と限定した。 実施例 １ 第９表に示す化学成分を持つ元素と残部鉄及び
不可避不純物からなる鋳鉄を表１の条件で溶製
し、これを表２に示した形状に加工し、表３に示
した化学成分を持つた溶接棒を用い、表４の条件
でTIG溶接し、溶接部の各種特性を調査した。そ
の結果白銑の晶出が全く見られず、引張試験では
母材において破断した。 かたさは、ビツカースかたさ、300以下で容易
に機械加工できた。またキツシユ黒鉛の晶出はみ
られなかつた。上述したように、この母材は溶接
性のすぐれたものである。なお、母材の金属組織
の基地には若干、パーライト折出がみとめられ
た。
【表】
実施例 ２
第10表に示す化学成分を持つ元素と残部鉄及び
不可避不純物からなる鋳鉄製溶接母材を表１の条
件で溶製し、これを表２に示した形状に加工し、
表３に示した化学成分を持つた溶接棒を用い、表
４の条件でTIG溶接し、実施例１と同様、溶接部
の各種特性を調査した。その結果、母材の金属組
織の基地にパーライト及びTi介在物の晶出が全
くみられなかつた。又、溶接部には白銑、キツシ
ユ黒鉛などの晶出がみられず、かたさもビツカー
スかたさ、300以下であつた。上述したようにこ
の溶接母材は溶接部における溶接性及び母材自身
の性質がともにすぐれたものである。
不可避不純物からなる鋳鉄製溶接母材を表１の条
件で溶製し、これを表２に示した形状に加工し、
表３に示した化学成分を持つた溶接棒を用い、表
４の条件でTIG溶接し、実施例１と同様、溶接部
の各種特性を調査した。その結果、母材の金属組
織の基地にパーライト及びTi介在物の晶出が全
くみられなかつた。又、溶接部には白銑、キツシ
ユ黒鉛などの晶出がみられず、かたさもビツカー
スかたさ、300以下であつた。上述したようにこ
の溶接母材は溶接部における溶接性及び母材自身
の性質がともにすぐれたものである。
【表】
本発明の溶接母材は予熱後熱が不要であり、溶
接方法、溶接装置に白銑化を防止するための考慮
を払わずに溶接することができる。また、溶接母
材の形状、肉厚にも制約を受けずに溶接可能であ
る。
接方法、溶接装置に白銑化を防止するための考慮
を払わずに溶接することができる。また、溶接母
材の形状、肉厚にも制約を受けずに溶接可能であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：２〜4.8％、Mn：0.1〜1.5％、Si：2.5〜
4.5％、Al：1.0〜4.0％、Sb：0.05〜1.0％、残部
鉄および不可避的不純物からなることを特徴とす
る溶接性の優れた鋳鉄。 ２ Ｃ：２〜4.8％、Mn：0.1〜1.5％、Si：2.5〜
4.5％、Al：1.0〜4.0％、Sb：0.05〜1.0％、Ti：
0.01〜1.0％、残部鉄及び不可避的不純物からな
ることを特徴とする溶接性の優れた鋳鉄。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3062782A JPS58151451A (ja) | 1982-03-01 | 1982-03-01 | 溶接性の優れた鋳鉄 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3062782A JPS58151451A (ja) | 1982-03-01 | 1982-03-01 | 溶接性の優れた鋳鉄 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58151451A JPS58151451A (ja) | 1983-09-08 |
| JPS6157902B2 true JPS6157902B2 (ja) | 1986-12-09 |
Family
ID=12309083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3062782A Granted JPS58151451A (ja) | 1982-03-01 | 1982-03-01 | 溶接性の優れた鋳鉄 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58151451A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07194560A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-01 | Tetsumasa Harufuji | 簡易膣圧測定器 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4963056B2 (ja) * | 2006-04-03 | 2012-06-27 | 株式会社フロム工業 | ディスポーザの洗浄方法 |
| JP5875538B2 (ja) * | 2013-02-01 | 2016-03-02 | 株式会社リケン | 鋳鉄及びブレーキ部品 |
-
1982
- 1982-03-01 JP JP3062782A patent/JPS58151451A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07194560A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-01 | Tetsumasa Harufuji | 簡易膣圧測定器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58151451A (ja) | 1983-09-08 |
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