(57)【要約】  本発明は、球状黒鉛を含むフェライト鋳鉄であって、質量％で、  ３．４〜３．８％の炭素（Ｃ）、  １．５〜２．１％のケイ素（Ｓｉ）、  ０．２５％以下のマンガン（Ｍｎ）、  ０．０５％以下の硫黄（Ｓ）、  ０．６％以下の通常付随する元素、  残余の鉄（Ｆｅ）を含む、フェライト鋳鉄に関する。  球状黒鉛を含むこのようなフェライト鋳鉄に関して、−１０℃の温度で少なくとも２０Ｊのノッチ付き衝撃エネルギーを達成するために、付随する元素である、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、及びチタン（Ｔｉ）は、本発明によれば、合計で０．０５質量％に制限される。それによって、該鋳鉄において、１６０／ｍｍ2以下の黒鉛粒数が達成される。本発明はさらに、特に船舶又は風力発電所における、低温感受性構成要素のためのこのような鋳鉄の使用にも関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状黒鉛を含むフェライト鋳鉄であって、質量％で、
３．４〜３．８％の炭素（Ｃ）、
１．５〜２．１％のケイ素（Ｓｉ）、
０．２５％以下のマンガン（Ｍｎ）、
０．０５％以下の硫黄（Ｓ）、
０．６％以下の通常付随する元素
残余の鉄（Ｆｅ）
を含み、
前記付随する元素である、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、及びチタン（Ｔｉ）の合計が、０．０５質量％に制限されることを特徴とする、
フェライト鋳鉄。
【請求項２】
特に船舶又は風力発電所における、低温感受性構成要素のための請求項１に記載のフェライト鋳鉄の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球状黒鉛を含むフェライト鋳鉄であって、質量％で、
３．４〜３．８％の炭素（Ｃ）、
１．５〜２．１％のケイ素（Ｓｉ）、
０．２５％以下のマンガン（Ｍｎ）、
０．０５％以下の硫黄（Ｓ）、
０．６％以下の通常付随する元素、
残余の鉄（Ｆｅ）
を含む、フェライト鋳鉄に関する。
【背景技術】
【０００２】
フェライト鋳鉄中に最も頻繁に生じ、通常は、用いられる出発材料（スクラップ及び／又は銑鉄及び／又は再生資材）に由来する、付随元素は、例えば、リン（Ｐ）、マグネシウム（Ｍｇ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、アンチモン（Ｓｂ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、セリウム（Ｃｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、テルル（Ｔｅ）、及びさらなる希土類元素などである。これらの付随元素の幾つかは、特に、それらが炭化物形成剤の場合には、形成される微細構造に悪影響を及ぼしかねない。こういった理由から、付随元素の合計含量は、概ね、球状黒鉛を含む商業的フェライト鋳鉄の場合には、上記値に制限される。
【０００３】
球状黒鉛を含むフェライト鋳鉄に関連する規格ＤＩＮ−ＥＮ１５３５は、該規格に示される物理的特性が順守される限りにおいて、製造業者に化学組成の詳細を委ねており、したがって、付随元素の含量もまた委ねている。
【０００４】
球状黒鉛を含むフェライト鋳鉄は、基本的に、球状黒鉛が埋め込まれた微細構造を有する鉄材料である。この特定の微細構造は、特に、１２〜２２％の伸びにおける３２０〜４００Ｎ／ｍｍ２の比較的高い引張強度、及び、−２０℃〜−４０℃の温度における１０〜１２Ｊの高いノッチ付き衝撃エネルギーを含む、有利な特性を結果的にもたらす（例えば、規格ＤＩＮ−ＥＮ−１５６３：２０１１に準拠するＧＪＳ−４００−１８−ＬＴ又はＧＪＳ−３５０−２２−ＬＴを参照）。優れたプロセス信頼性を伴って製造することができる、この比較的安価な材料は、破壊前の高い変形能、高い亀裂耐性、及び高い亀裂阻止能も示す。この理由から、この材料は、構成要素が、低温を含む頻繁な周期的集合負荷に晒される用途に特に適している。
【０００５】
しかしながら、これまでに達成された−４０℃における１２Ｊのノッチ付き衝撃エネルギーでは不十分な用途が存在する。したがって、例えば、北極海で用いられる船舶の建設のための基準、又は、非常に寒冷な土地で動作する風力発電所の建設のための基準では、ＥＮ  ＩＳＯ１４８−１：２０１０に準拠するシャルピー試験片（Ｖノッチ）で測定して、−１０℃の温度において、少なくとも２０Ｊのノッチ付き衝撃エネルギーが要求される。このような高い衝撃エネルギーは、これまで、ニッケルなどの高価な合金化元素をかなりの量で含むオーステナイト鋳鉄に関してのみ、達成することができている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、信頼できるプロセスで、−１０℃の温度において少なくとも２０Ｊのノッチ付き衝撃エネルギーを有する、最初に述べたタイプの球状黒鉛を含むフェライト鋳鉄を提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本目的を達成するため、最初に述べたタイプの球状黒鉛を含むフェライト鋳鉄から展開する本発明は、付随元素であるクロム、バナジウム、ニオブ及びチタンを合計で０．０５質量％に制限することを提案する。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
驚くべきことに、目的とする態様で行った試験において、すべて強力な炭化物形成剤であるこれらの４種類の付随元素が、単独で又は組合せで、低温において、達成可能なノッチ付き衝撃エネルギーに非常に大きな影響を有すること、及び、最初に述べたタイプの球状黒鉛を含むフェライト鋳鉄に関して、融液中の上述の４種類の付随元素が合計で０．０５質量％に制限されることを確実にすると、信頼できるプロセスにおいて達成可能なノッチ付き衝撃エネルギーを、−１０℃において２０Ｊ超にまで増加可能であることが見出された。
【０００９】
このような付随元素を含む特定の出発材料を排除するため、又は、それらを、上記最大値を超えない量で取り込むために、注意深く設定かつ監視された装入組成物（Gattierung）によって有利に達成される。
【００１０】
これらの基準が順守されると、１ｍｍ2あたり１６０以下の黒鉛粒数が、この方法で生成されたフェライト鋳鉄において確実に達成される。黒鉛粒数のこのような低下は、ノッチ付き衝撃エネルギーを増加させることが知られている。
【００１１】
本発明の３つの具体的な実施例を以下に詳細に説明する。
【実施例】
【００１２】
実施例１：
球状黒鉛を含み、かつ、以下の組成を有する、フェライト鋳鉄：
炭素（Ｃ）          ：  ３．６００％
ケイ素（Ｓｉ）      ：  １．５３０％
マンガン（Ｍｎ）    ：  ０．１９８％
硫黄（Ｓ）          ：  ０．００７％
リン（Ｐ）          ：  ０．０１０％
マグネシウム（Ｍｇ）：  ０．０５２％
ニッケル（Ｎｉ）    ：  ０．３５９％
モリブデン（Ｍｏ）  ：  ０．００１％
銅（Ｃｕ）          ：  ０．０１０％
アルミニウム（Ａｌ）：  ０．０１４％
ジルコニウム（Ｚｒ）：  ０．００５％
アンチモン（Ｓｂ）  ：  ０．００１％
スズ（Ｓｎ）        ：  ０．００１％
鉛（Ｐｂ）          ：  ０．００１％
セリウム（Ｃｅ）    ：  ０．００１％
ビスマス（Ｂｉ）    ：  ０．００１％
テルル（Ｔｅ）      ：  ０．００２％
クロム（Ｃｒ）      ：  ０．０２８％
チタン（Ｔｉ）      ：  ０．００３％
バナジウム（Ｖ）    ：  ０．００２％
ニオブ（Ｎｂ）      ：  ０．００１％
残余の鉄（Ｆｅ）
【００１３】
このような組成物に関して、１６０／ｍｍ2の黒鉛粒数、及び、−１０℃の温度における２０Ｊ超のノッチ付き衝撃エネルギーが、この方法で生成されたフェライト鋳鉄において達成される。
【００１４】
実施例２：
球状黒鉛を含み、かつ、以下の組成を有する、フェライト鋳鉄：
炭素（Ｃ）          ：  ３．５８０％
ケイ素（Ｓｉ）      ：  １．６００％
マンガン（Ｍｎ）    ：  ０．１２４％
硫黄（Ｓ）          ：  ０．００７％
リン（Ｐ）          ：  ０．０１１％
マグネシウム（Ｍｇ）：  ０．０６０％
ニッケル（Ｎｉ）    ：  ０．２０８％
モリブデン（Ｍｏ）  ：  ０．００１％
銅（Ｃｕ）          ：  ０．０１１％
アルミニウム（Ａｌ）：  ０．０１２％
ジルコニウム（Ｚｒ）：  ０．００５％
アンチモン（Ｓｂ）  ：  ０．００１％
スズ（Ｓｎ）        ：  ０．００１％
鉛（Ｐｂ）          ：  ０．００１％
セリウム（Ｃｅ）    ：  ０．００３％
ビスマス（Ｂｉ）    ：  ０．００２％
テルル（Ｔｅ）      ：  ０．００２％
クロム（Ｃｒ）      ：  ０．０１５％
チタン（Ｔｉ）      ：  ０．００３％
バナジウム（Ｖ）    ：  ０．００２％
ニオブ（Ｎｂ）      ：  ０．００２％
残余の鉄（Ｆｅ）
【００１５】
このような組成物に関して、１３０／ｍｍ2の黒鉛粒数、及び、−１０℃の温度における２０Ｊ超のノッチ付き衝撃エネルギーが、この方法で生成されたフェライト鋳鉄において達成される。
【００１６】
実施例３：
球状黒鉛を含み、かつ、以下の組成を有する、フェライト鋳鉄：
炭素（Ｃ）          ：  ３．５５０％
ケイ素（Ｓｉ）      ：  １．６００％
マンガン（Ｍｎ）    ：  ０．２０２％
硫黄（Ｓ）          ：  ０．００６％
リン（Ｐ）          ：  ０．０１４％
マグネシウム（Ｍｇ）：  ０．０３４％
ニッケル（Ｎｉ）    ：  ０．４３６％
モリブデン（Ｍｏ）  ：  ０．００１％
銅（Ｃｕ）          ：  ０．００４％
アルミニウム（Ａｌ）：  ０．０１４％
ジルコニウム（Ｚｒ）：  ０．００６％
アンチモン（Ｓｂ）  ：  ０．００１％
スズ（Ｓｎ）        ：  ０．００１％
鉛（Ｐｂ）          ：  ０．００１％
セリウム（Ｃｅ）    ：  ０．００６％
ビスマス（Ｂｉ）    ：  ０．００２％
テルル（Ｔｅ）      ：  ０．００２％
クロム（Ｃｒ）      ：  ０．０１１％
チタン（Ｔｉ）      ：  ０．００４％
バナジウム（Ｖ）    ：  ０．００２％
ニオブ（Ｎｂ）      ：  ０．００３％
残余の鉄（Ｆｅ）
【００１７】
このような組成物に関して、１１０／ｍｍ2の黒鉛粒数、及び、−１０℃の温度における２０Ｊ超のノッチ付き衝撃エネルギーが、この方法で生成されたフェライト鋳鉄において達成される。
【国際調査報告】
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