| 研究概要 |
本研究はNi,MoおよびSiを単独あるいは複合添加した低合金球状黒鉛鋳鉄について、インプラント試験により、これらの合金元素が溶接熱影響部の限界破断応力に及ぼす影響を検討したものである。高周波溶解炉にて(1)Ni1%(2)Ni2%,(3)Ni1%,Mo0.5%,(4)Ni1%,Mo1%,(5)Ni2%,Mo1%,(6)Si4%,(7)Si5%の7種の合金球状黒鉛鋳鉄を溶製し、直径6mmの平滑試験片を削り出して実験を行った。7種の試験片のうち(1),(2)はパーライト組織となる熱処理を行ない、(3),(4),(5)は鋳放しのままのブルスアイ組織,(6)(7)はフェライト化焼なましを行った。室温溶接とプロパンバーナーによる、300℃予熱の実験を行った。溶接入熱は21KJ/cmとし、支持板には19mm厚さの軟鋼板を用いた。
Ni単独あるいはNi,【M_0】を複合添加した低合金球状黒鉛鋳鉄では、基地組織の焼入性が増すため、溶接部の限界破断応力は、素材強度に比べ大きく低下する。この低下の割合は合金元素量が多いほど大きく、またパーライト基地の方が、ブルスアイ素組よりも低下の度合が大きい。Ni,【M_0】添加材,Ni単独添加材とも溶接熱影響部の強度低下を予熱によって軽減するには、300℃程度の予熱では不十分で、より冷却時間が長くなるような高温予熱が必要である。
他方Siを通常の球状黒鉛鋳鉄より多く添加し、フェライト化焼きなましを行えば、溶接熱影響部の強度低下は少なく、予熱効果も比較的低い予熱温度で得ることができる。本研究の範囲ではSi4%,5%どちらも同等の効果が得られたが、Si含有量が増すと炭素当量が増加することとなり、細かい黒鉛粒が多数基地組織中に分散することとなって、かえって素材強度の低下につながるので、Si5%添加が上限と考えられる。
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