♂ 200
150 100
50 。 。
・ ：
H・1Ni+ :
H・5Ni・ ：
H・10Ni・ ：
H‑3Siマ ／ γ. ， .・ . /
／ 主 人 e 、 竺 ／ ー
長~.. ／＇企
20 40 60 80 100 GA ' O / o
Fig. 6‑14 Relationship between 18 and ratio(GA ) of LA to W 8
‑118‑
司 可
Ni添）Jll
: J
：を附すと、合金相ではFeが減少し Niは助力［］する。 Crおよび、Cuは ほぼー？とである。銅相では、 Niは増大するが、 Cuは減少し FeおよびCrは ほぼ−；とである。( '1) ，·.·~クロム鋳鉄に添加し 1-::MoあるいはNi は、介令相｜のMrl-H 時期には影響
するが、成長速度にほとんど影秤を及ぼさない。
(5）抜介強さ（τB）は、 Mo量の増加とともにわずかに減少し、 Niあるい
はSi ：，：.の .i\7JJU とともに増大する。 τB の変化はイ子会；c~誌が接合過程におよ ぽす；~；初、すなわち、合金相の成長率（GA）と街筏に関係し、 τB はG ＼に比 例して駒大する。
‑119‑
・司r
第
7
~r
；；；クロム鋳鉄と鋪の接合性に及ぼす鋼中合金 元素（Cr、
NiおよびC）の彩響7.1 絡
第6•';'i: では、 r~＇：j クロム鋳鉄と鋼の接合性に及ぼす鋳鉄 rjr 第 ミ元来の影響とし て Mo、 Ni およびSi の影響について調査した。その結決、 r·：~ クロム鋳鉄にC と親
和ノJの強いMoを添加すると高クロム鋳鉄側からの合金利の品
t H
が遅れ、それ にともないl r i J
一条件下での接合強さが低下した。ま子、 FeよりCとの親和力の 弱いNiあるいはSiを添加した場合には、合金制の品t H
が助長され、接合強さも 駒大した。このような合金相の品出挙動は、合金T C
訣の添加により鋳鉄中Cの 化学ポテンシャルが変化し、それと平衡している鋳鉄一剣界而での溶融銅中C の化学ホテンシャルひいてはFeの化学ホテンシャルが変化するためと考えら れた。この5・)え}jが妥当ならば、鋼のC封が変化したり、鋼に合金元素を添加した場合も、銅側で平衡している溶融制中Feの化＂＇
‑ t
ホアンシャルが変化する ため、合令キn
のM r t B
争勤が異なり、それにともなって接合強さも変わると考えられる。し f’がって、本プレーズ法を各椅炭~~鋼および合金銅に適用する
には、これらの銅と出クロム鋳鉄との接合性も検討しておく必
2
さがある。そこで、小中では、高クロム鋳鉄とCr、Niおよび、
c : r
：を単独に変化させた銅 との接合火験を行い、接合組織および接合強さに及ぼす鋼qr合金元素の影響 を凋企した。7.2 尖 験｝j法
‑120‑
司 『
7.2.1 尖 験 成 料
1·.·~ クロム鈷欽は、ほぽ共晶組成を有する 26%Cr鈴欽で、 Fe Cr合金または金 属Cr、FeClj
' l l l J
合金および軟鋼を用いて口僚組成に配合した原材料30kgを高).1;J波説得力Iで溶解後、鋳込温度1823Kで、110×110×350mmのC02鋳型に注湯− し作製した。., }j、CrあるいはNiを添加した銅は、
e r ， ： が
0.12%で、 Crあるい はNiが lj'r.~~1！で5 および10% になるように配合した似材料50kg を尚周波誘導炉で溶解し、 250×220×120mmのC02鋳 型 に 注 渇−しイT製した。
c
；止を変化させた 鋼についてはi t H I O C
のSS400 (O.l 2%C）、S25C(0.24%C）、S35C(0.36%C）、 S50C (0.53%C）、SK5(0.85%C 、SK3(1.08%C お よ びSKl (1.55%CをJI]いた。f炎！検試料の化学成分をTable？・Hこ］／ミす。
7.2.2 抜 合｝
i i i
および接合条件接合｝jjよ－は 1'1ljj＇~［ までと問機である。すなわち銑欣しの必クロム鋳鉄および鋼
材から切り
t ' B
した20×
25×
1Ommの 試 験・ H
の接介山本u
さを調幣した後、厚さ50 fl mお よ び・部の試験で厚さ100μ mのIIt~鮮 il~jfj
(
99.99%）およびフィラ メタルと｜口jじ[l'l：作のタングステン線を援合凶. lの両端にはさみ、 6.7×i0‑3〜・1.0×10 2Paに保った真空炉内で接合した。接合条件は、 1383K×0.6ksの・
定 と し た が 、 合 金 相 の 成 長 速 度 を 求 め る ぷ 験 で は 、 保 持 時 間 を0.6ksから 3.0ksまで変化させた。
7.2.3 接合（
f l S
の調作およびせん断試験接介たIS の調作およびせん断試験は第6章で示した夫施 ~ffifi に従って行った。
7.3 実験結果
司ー「，
Table 7‑1 Chemical compositions of test materials (mass%)
ぷゐ町三
tc S i Mn Cr N i Cr/C
HCr H・1 2.97 0.50 0.64 25.72
一
8.7S‑01C 0.12 0.24 1.28 0.19
一 一
S‑5Cr 0.12 0.23 1.27 5.03
一 一
S‑10Cr 0.13 0.24 1.30 10.00
一 一
S5Ni 0.12 0.22 1.25
一
4.93一
Steel S・10Ni 0.12 0.23 1.27
一
9.83一
S‑02C 0.24 0.17 0.44
一 一 一
S‑04C 0.36 0.20 0.72
一 一 一
S‑05C 0.53 0.21 0.72 0.20
一 一
S‑OSC 0.85 0.36 0.38
一 一 一
S‑10C 1.08 0.37 0.88 0.32
一 一
S・16C 1.55 0.24 0.66
一 一 一
7.3.1 線合組織に及ぼす鋼中CrおよびNi~I~ の；形作
ぬクロム鈷欽と銅の接合組織に及ぼす鋼中Crおよび、Niの影響をFig.7・
u
こぶ す。ネllf .
材・が第ミ元来を合有しない軟鋼の場合、体状の合金相が鋳鉄側から 接介flll~M の約 70% まで成長している。鋪 1-1Jのer：，：・が.f.¥1'/)Jllすると、合金相の成 長は大きくなり、 10%Cr試料で、は約85〜90%にまで述している。また、 Cr出 が多いほど接介相l悩も長くなる。 ー方、鋼にNiを添加した場合、 Ni量の増加 にともない合令相l
長さおよび接合相幅はともに減少し、 10%Ni誠料での合金 相i は扱合相＇＇~Iii の約50% にすぎないo Fig.7・2に合会相｜の長さ（LA）および接合 相l~fl~(
W B の測定結果と鎖中CrおよびNiむとの閃係を示す。 CrおよびNiを合 まない託料のLAおよび、WBはそれぞれ約70およびlQQJL mで、あるが、 Cr量の増 加によりi1f1j.行は漸次期大し、 Cr量が10%ではそれぞれ平均90お よ び115μ m になる。また、しAおよびWBはCr量の増加とともに接近し、合金相の成長率GA(=L/W11）は附大する。鋼中のNi量が増加すると、 LAおよび
WB
は漸次減少し、Niが10%になると！何者はそれぞれ約55および90μmとなる。 l向者の減少量を 比較するとし孔よりWp,の方が小さい。このことは、 Nil止の附加によりらが減少 することをボす。
7.3.2 接合組織に及ぼす鋼中C量の影響
c；立の見なる銅と高クロム鋳鉄との接合組織をFig.7・3に示す。 C誌 が0.12%
では、 'i)f鉄側から成長した合金相の長さは接合本r1r~;Jの70%紅皮であるが、 C 量
が0.2'1%に.t\~JJllすると、約28%に減少する。 ci，；：が0.36%では、合金相は鋼側 からl山 I＼するようになり、成長量はC量のザ1}JIJとともに大きくなる。しかし、
合金利の形態は、鈷鉄側から成長する場合と
f パ ：
；~~なり、品出位置も分布も 不均・である。介全半！？が銅側から成長する場合、 ＃＇t鉄側では共品炭化物が銅‑123ー
戸生旦｛
N1: 9.83
% 3 '
Fig. 7・1 Effect of Cr and Ni contents in steel on microstructure near bonded zone (Bonding condition: 1383 K x 0.6 ks, Filler metal thickness : 50ドm)
140
「
Bondingcondition : 1383K x 0.6ksFiller metal thickness : 50μ m 120