JP2002194479A - 球状黒鉛鋳鉄 - Google Patents
球状黒鉛鋳鉄Info
- Publication number
- JP2002194479A JP2002194479A JP2000399846A JP2000399846A JP2002194479A JP 2002194479 A JP2002194479 A JP 2002194479A JP 2000399846 A JP2000399846 A JP 2000399846A JP 2000399846 A JP2000399846 A JP 2000399846A JP 2002194479 A JP2002194479 A JP 2002194479A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cast iron
- mass
- graphite cast
- spheroidal graphite
- test
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
性に優れ、且つ、引張強度等の機械的性質にも優れた球
状黒鉛鋳鉄を提供する。 【解決手段】 Cを3.1〜4.0質量%、Siを1.
55〜1.95質量%、Niを2.0〜4.0質量%、
Mnを0.4質量%以下含有するとともに、試験温度が
−40℃におけるUノッチシャルピー衝撃試験による衝
撃値が、6J/cm2以上であることを特徴とする球状
黒鉛鋳鉄である。
Description
た球状黒鉛鋳鉄に関する。
鉛鋳鉄が知られており、この球状黒鉛鋳鉄は、引張強さ
が400〜800MPaの範囲であって、引張強さが大
きくなれば伸びが低く、逆に伸びを高くしようとすると
引張強さが小さくなるという傾向を有している。
車部品等の分野においては、安価で肉厚を薄くできる材
料、例えば、引張強さが750MPa以上及び伸びが8
%以上というように、前記両方の機械的性質を同時に兼
ね備えた球状黒鉛鋳鉄が要求されている。また、上記以
外に同時に球状黒鉛鋳鉄に要求される機械的性質とし
て、低温度域における材料の脆さを示す低温脆性があ
り、自動車部品等以外の分野として電力設備用部品等の
分野においても、例えば−40℃付近における低温脆性
に優れた材料の開発が望まれている。
の低温脆性を改善するための手法としては、鋳物溶湯中
のSi含有率を低減することが知られている。しかしな
がら、球状黒鉛鋳鉄を製造する場合、Siは鋳鉄溶湯中
に含有する黒鉛(C)の晶出を促すための触媒的な作用
を担う成分であるために、単にSi含有率を低減しただ
けでは、CはFeと化学的に結合してFe3C(セメン
タイト(炭化物))を形成してしまい、目的とする引張
強さ、伸び等の機械的特性を同時に備えた球状黒鉛鋳鉄
を製造することが困難となる。
を変化させること以外に、低温脆性を改善する手法とし
ては、製造される部材の厚み(断面積)を増加する等の
手法を挙げることができる。しかし、部材の体積・重量
が増加するため、自動車部品、電機材料部品等の分野に
おける部品軽量化の要請には答えることができなくなる
といった問題がある。
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、軽量化を図ることができるとともに、低温脆性
に優れ、且つ、引張強度等の機械的性質にも優れた球状
黒鉛鋳鉄を提供することにある。
れば、Cを3.1〜4.0質量%、Siを1.55〜
1.95質量%、Niを2.0〜4.0質量%、Mnを
0.4質量%以下含有するとともに、試験温度が−40
℃におけるUノッチシャルピー衝撃試験による衝撃値
が、6J/cm2以上であることを特徴とする球状黒鉛
鋳鉄が提供される。
4.6の範囲内であることが好ましく、引張強さが65
0〜850MPa、及び伸びが7.0〜14.5%であ
ることが好ましい。
いて説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当
業者の通常の知識に基づいて、適宜、設計の変更、改良
等が加えられることが理解されるべきである。
i、Ni、Mnの含有率を所定の数値範囲内に規定する
ことにより、これまで課題とされていた低温脆性が改善
され、且つ、従来の球状黒鉛鋳鉄が有する引張強さ及び
伸び等の引張特性をはじめとする機械的性質が損なわれ
ることなく、そのまま保持されているという特徴を有し
ている。以下、更にその詳細について説明する。
4.0質量%、Siを1.55〜1.95質量%、Ni
を2.0〜4.0質量%、Mnを0.4質量%以下含有
するとともに、試験温度が−40℃におけるUノッチシ
ャルピー衝撃試験による衝撃値が6J/cm2以上であ
る。既述の如く、単にSi含有率を低減することにより
球状黒鉛鋳鉄の低温脆性を改善しようとすると、黒鉛の
晶出が不良となり、引張特性をはじめとする機械的性質
が損なわれるおそれがある。しかしながら本発明の球状
黒鉛鋳鉄は、Siの低減と同時に、Siと同じく黒鉛の
晶出を促す作用特性を有するNiを上記所定量含有して
いるために、黒鉛が良好に晶出され、期待される機械的
性質を保持しているものである。
4.0質量%含有し、3.2〜3.9質量%含有するこ
とが好ましく、3.4〜3.8質量%含有することが更
に好ましい。3.1質量%未満では、炭化物が現れて伸
びが著しく減少してしまい、4.0質量%を超えると、
初晶黒鉛が浮上して介在し、引張強さの低下の原因とな
るために好ましくない。
1.55〜1.95質量%含有し、1.6〜1.9質量
%含有することが好ましく、1.65〜1.85質量%
含有することが更に好ましい。Siが1.55質量%未
満では、炭化物が現れて伸びが著しく減少する。Siが
1.95質量%を超えると、低温脆性の改善が効果的に
なされなくなるために好ましくない。
満に設定した場合、炭化物が生成して伸びが減少するお
それがある。このような不具合を解消するためには、所
定の成分比率からなる鋳鉄溶湯を調製した後に、接種剤
を注湯流接種することが好ましい。このことにより、炭
化物の生成が抑制されるとともに、黒鉛が晶出し、所望
の伸びを有する球状黒鉛鋳鉄を得ることが可能となる。
ては、具体的にはFe−Si系、Ca−Si系、Ca−
Si−Ba系等の接種剤を挙げることができるが、特定
の接種剤に限定されるものではなく、適宜選択して使用
すればよい。
2.0〜4.0質量%含有し、2.2〜3.8質量%含
有することが好ましく、2.5〜3.5%含有すること
が更に好ましい。2.0質量%未満では低温脆性が改善
されないばかりでなく、引張強さ、及び伸び等の機械的
性質も満足できる値とならず、また、4.0質量%を超
えると低温脆性の改善がなされ、引張強さも確保できる
が伸びが確保できなくなるために好ましくない。
靭性の機械的性質を有する本発明の球状黒鉛鋳鉄はMn
を0.4質量%以下含有し、0.3質量%以下含有する
ことが好ましく、0.2質量%以下含有することが更に
好ましい。0.4質量%を超えると伸びが確保できなく
なるために好ましくない。また、Mnは材料や製造工程
から不可避的に混入してくるものであり、その含有量を
0.05質量%未満まで低下させることは現在の技術上
からは困難である。
成分としては、特に限定されないが、P 0.05質量
%以下、S 0.02質量%以下、Mg 0.02〜
0.06質量%、Cu 0.2質量%未満、Cr 0.
04質量%未満に調整することが好ましい。その理由は
下記のとおりである。 (1)Pが0.05質量%を超えると、ステダイト相が
現れて脆化する。 (2)Sが0.02質量%を超えると、Mg処理時にM
gSを生成し、溶存Mg量が低下して黒鉛球状化が阻害
され、ノロも増えて好ましくない。 (3)Mgが0.02質量%未満では、黒鉛を球状化す
ることができず、引張強さは、確保できない。Mgが
0.06質量%を超えると、炭化物が現れやすくなり、
処理時のMg合金が高価で好ましくない。 (4)Cuが0.2%以上では、パーライト相の割合が
増加していき、衝撃値が低下するようになる。 (5)Crが0.04%以上では、パーライト相の割合
が増加していき、衝撃値が低下するようになる。
度が−40℃におけるUノッチシャルピー衝撃試験によ
る衝撃値が、6J/cm2以上であり、6.5J/cm2
以上であることが好ましく、6.8J/cm2以上であ
ることが更に好ましい。前記試験による衝撃値が当該数
値以上に設定されているために、本発明の球状黒鉛鋳鉄
は自動車部品、電力設備用部品等の分野において要求さ
れる、低温脆性に優れた材料である。
当量が4.2〜4.6の範囲内であることが好ましく、
4.25〜4.55の範囲内であることが更に好まし
く、4.3〜4.5の範囲内であることが特に好まし
い。4.2未満では、薄肉部で炭化物が生成しやすくな
るために好ましくない。一方、4.6を超えると炭化物
の生成が抑制される反面、初晶黒鉛が浮上又は偏析して
しまうために好ましくない。従って、本発明の球状黒鉛
鋳鉄は炭素当量を上記数値範囲内に設定しているため
に、このような不具合が生ずることはない。
が650〜850MPaであることが好ましく、700
〜850MPaであることが更に好ましく、750〜8
50MPaであることが特に好ましい。また、伸びは
7.0〜14.5%であることが好ましく、9.5〜1
4.5%であることが更に好ましく、12.0〜14.
5%であることが特に好ましい。なお、ここで用いる球
状黒鉛鋳鉄の引張強さ、及び伸びという機械的性質は、
JIS Z 2201で規定されている試験法に従って
求めたものである。
公知の工程により製造することができる。鋳鉄製造工程
の一例を説明すると、材料ヤードから銑鉄、鋼屑など各
種の鉄合金を、配合成分量を考慮して配合し、これを原
料として電気炉(低周波炉又は高周波炉)あるいはキュ
ポラを用いて鋳鉄溶湯が溶製される。目標組成通りに溶
製された溶湯は、黒鉛球状化剤を用いて取鍋内で溶湯処
理が行われる。この際、必要に応じて接種剤を取鍋内添
加するか、又は注湯流接種をする。
造型機により造型された鋳型に注湯されて鋳込まれ、鋳
型内でそのまま凝固、冷却される。なお、このとき薄肉
部における炭化物の生成を防止するとともに、黒鉛粒径
を微細化してパーライト相の出現を抑制するために、接
種剤を鋳型への鋳込み中の注湯流に添加する2次接種
(注湯流接種)を行うことがより好ましい。鋳型内の物
品が冷却されると、次にシェイクアウトマシンにて型ば
らしが行われて物品と造型砂が分離され、物品はドラム
クーラーで冷却された後、ショットブラストで物品の表
面に付着した砂を除去し、鋳仕上げ工程に掛けられる。
この鋳仕上げ工程において堰、ばり取りなどの仕上げが
行われて製品たる鋳鉄鋳物が得られることになる。
更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。 (実施例1、比較例1、2)従来公知の鋳鉄製造工程に
従って、球状黒鉛鋳鉄の溶湯を溶製した。すなわち、鋳
鉄原料を配合し、高周波溶解炉にて表1に示すように成
分調整した球状黒鉛鋳鉄の溶湯を溶製した。
す自動車足廻り部品1用の鋳型に約1400℃で注湯
し、鋳型内で常温まで自然放冷(鋳放し)して自動車足
廻り部品1(約3.6kg)を製造した(実施例1、比
較例1、2)。
1、比較例1、2の自動車足廻り部品1を把持材2にて
把持し、L=400mmの位置に、入力方向A及びBの
2方向に重量470kgの重錘を高さ130mmより落
下することにより衝撃負荷試験を実施した。結果を表2
に示す。なお、試験は−40℃及び室温(RT)の条件
下において実施し、結果は目視観察により評価した。こ
のときの評価基準は、自動車足廻り部品1の一部にでも
破壊された部分があれば「破壊」、破壊部分が生じなか
った場合を「破壊せず」とした。
動車足廻り部品は室温、及び−40℃条件下、並びに
A、Bどちらから入力した場合においても破壊されるこ
とはなく、本発明の球状黒鉛鋳鉄の優れた特性を確認す
ることができた。
部品1を、図5に示すように把持材2にて把持し、L=
500mmの位置にはB方向、L=400mmの位置に
はA方向に荷重し、自動車足廻り部品1が破壊するとき
の荷重値(破壊荷重、kN)を測定した。結果を表2に
示す。
動車足廻り部品はA、Bどちらから入力した場合におい
ても、比較例1、2に比して破壊され難いことが判明し
た。従って、本発明の球状黒鉛鋳鉄の優れた特性を確認
することができた。
実施例1、比較例1、2の自動車足廻り部品1のX部及
びY部から、図6に示すUノッチ切り欠き試験片5(J
IS Z 2202)を採取した。これを使用して、J
IS Z 2242に基づき、−40℃及び室温(R
T)の条件下においてUノッチシャルピー衝撃試験を実
施した。結果を図1に示す。
温度の場合においても、実施例1は比較例1、2に比し
て優れた衝撃値を有していることが判明した。従って、
本発明の球状黒鉛鋳鉄の優れた特性を確認することがで
きた。
例1、2の自動車足廻り部品1のX部及びY部から、J
IS Z 2201の4号試験片を採取し、引張特性試
験(引張強度、0.2%耐力及び伸びの測定)を実施し
た。結果を図2に示す。
0.2%耐力及び伸びのいずれの機械的性質に関して
も、実施例1は比較例1、2に比して何等劣らないこと
が判明した。従って、本発明の球状黒鉛鋳鉄の優れた特
性を確認することができた。
鉛鋳鉄は成分元素の含有率を所定の数値範囲内に設定し
ているため、低温脆性が改善され、且つ、従来の球状黒
鉛鋳鉄が有する引張強さ及び伸び等の引張特性をはじめ
とする機械的性質が損なわれることなく、そのまま保持
されている。従って、本発明の球状黒鉛鋳鉄は必要以上
に肉厚にしなくても、優れた低温脆性を有しているため
に、部品の軽量化を図ることが可能となる。そして、そ
の特性を活かし、連結金具等の電力設備用部品や、車輪
支持部品等の自動車部品等に好ましく適用することがで
きる。
ラフである。
ある。
る。
す説明図であり、(a)は正面図、(b)は側面図、
(c)はUノッチ切り欠き部の拡大図である。
欠き試験片、6…Uノッチ切り欠き部。
Claims (3)
- 【請求項1】 Cを3.1〜4.0質量%、Siを1.
55〜1.95質量%、Niを2.0〜4.0質量%、
Mnを0.4質量%以下含有するとともに、 試験温度が−40℃におけるUノッチシャルピー衝撃試
験による衝撃値が、6J/cm2以上であることを特徴
とする球状黒鉛鋳鉄。 - 【請求項2】 炭素当量が4.2〜4.6の範囲内であ
る請求項1記載の球状黒鉛鋳鉄。 - 【請求項3】 引張強さが650〜850MPa、及び
伸びが7.0〜14.5%である請求項1又は2に記載
の球状黒鉛鋳鉄。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000399846A JP3648158B2 (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 球状黒鉛鋳鉄 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000399846A JP3648158B2 (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 球状黒鉛鋳鉄 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002194479A true JP2002194479A (ja) | 2002-07-10 |
JP3648158B2 JP3648158B2 (ja) | 2005-05-18 |
Family
ID=18864548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000399846A Expired - Lifetime JP3648158B2 (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 球状黒鉛鋳鉄 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3648158B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103045931A (zh) * | 2013-01-22 | 2013-04-17 | 宁夏共享集团有限责任公司 | 一种低温无镍情况下获得合格机械性能的熔炼方法 |
CN103752781A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-04-30 | 沈阳工业大学 | 超低温下使用的球墨铸铁铸件铸造工艺方法 |
-
2000
- 2000-12-28 JP JP2000399846A patent/JP3648158B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103045931A (zh) * | 2013-01-22 | 2013-04-17 | 宁夏共享集团有限责任公司 | 一种低温无镍情况下获得合格机械性能的熔炼方法 |
CN103752781A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-04-30 | 沈阳工业大学 | 超低温下使用的球墨铸铁铸件铸造工艺方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3648158B2 (ja) | 2005-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5839465B2 (ja) | 球状黒鉛鋳鉄の製造方法および球状黒鉛鋳鉄部材の製造方法 | |
US11466349B2 (en) | Spheroidal graphite cast iron | |
CN105220060B (zh) | 一种高强度球墨铸铁及其生产方法 | |
WO2006068487A1 (en) | Modifying agents for cast iron | |
JP3706560B2 (ja) | 切屑処理性および機械的特性に優れた機械構造用鋼 | |
CN108203786B (zh) | 一种硅固溶高强度塑性铁素体球墨铸铁、制造方法和铁路机车零部件 | |
WO2003050316A1 (fr) | Procede de reutilisation de ferrailles de toles d'acier | |
WO2010029564A1 (en) | Nodulizer for the production of spheroidal graphite iron | |
JP4527304B2 (ja) | 高強度高靱性球状黒鉛鋳鉄 | |
CN110760738A (zh) | 一种低温抗冲击韧性球墨铸铁制造方法 | |
JP2002194479A (ja) | 球状黒鉛鋳鉄 | |
JP3964675B2 (ja) | 非オーステンパー処理球状黒鉛鋳鉄 | |
CN114369756A (zh) | 一种铸态qt700-8材料及其铸造方法和应用 | |
JP2634707B2 (ja) | 球状黒鉛鋳鉄の製造方法 | |
JP4963444B2 (ja) | 球状黒鉛鋳鉄部材 | |
CN112981262A (zh) | 一种含Mn高硼耐磨合金及其制备方法 | |
US5100612A (en) | Spheroidal graphite cast iron | |
KR102539284B1 (ko) | 내가스 결함성에 우수한 구상흑연주철 | |
JP2020002402A (ja) | 球状黒鉛鋳鉄 | |
JP4210526B2 (ja) | 低温衝撃性に優れた球状黒鉛鋳鉄及びその製造方法 | |
CN115537642B (zh) | 过共晶高铬铸铁初生碳化物细化方法 | |
JP4162461B2 (ja) | 球状黒鉛鋳鉄及び製造方法 | |
CN117385268B (zh) | 一种铸态球墨铸铁及其制备方法 | |
JP2002275575A (ja) | 高強度球状黒鉛鋳鉄及びその製造方法 | |
JPH03271312A (ja) | 鋳鉄溶湯の改質処理剤及び改質処理法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040917 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041109 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050111 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050210 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3648158 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110218 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110218 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120218 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130218 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130218 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140218 Year of fee payment: 9 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |