JP2018104744A - Cast iron, manufacturing method of cast iron and cylinder block - Google Patents

Cast iron, manufacturing method of cast iron and cylinder block Download PDF

Info

Publication number
JP2018104744A
JP2018104744A JP2016250219A JP2016250219A JP2018104744A JP 2018104744 A JP2018104744 A JP 2018104744A JP 2016250219 A JP2016250219 A JP 2016250219A JP 2016250219 A JP2016250219 A JP 2016250219A JP 2018104744 A JP2018104744 A JP 2018104744A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cast iron
mass
less
present
content
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
Application number
JP2016250219A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018104744A5 (en
JP6416860B2 (en
Inventor
和貴 兼平
Kazuki Kanehira
和貴 兼平
重宏 金谷
Shigehiro Kanatani
重宏 金谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP2016250219A priority Critical patent/JP6416860B2/en
Priority to PCT/JP2017/042680 priority patent/WO2018116763A1/en
Publication of JP2018104744A publication Critical patent/JP2018104744A/en
Publication of JP2018104744A5 publication Critical patent/JP2018104744A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6416860B2 publication Critical patent/JP6416860B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/20Measures not previously mentioned for influencing the grain structure or texture; Selection of compositions therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • C22C37/04Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • C22C37/10Cast-iron alloys containing aluminium or silicon
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide cast iron achieving both of high abrasion resistance and castability.SOLUTION: There is provided cast iron containing, by mass%, C:3.0 to 3.8%, Si:1.0 to 3.0%, Mn:0.6 to 1.0%, Cr:over 0 and 0.6% or less, Mo:0.03 to 0.4%, Cu:0.6 to 1.6% and the balance Fe with inevitable impurities.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、高い耐摩耗性および鋳造性を両立させた鋳鉄およびその製造方法に関する。本発明はまた、上記鋳鉄を含むシリンダーブロックに関する。   The present invention relates to cast iron having both high wear resistance and castability and a method for producing the same. The present invention also relates to a cylinder block including the cast iron.

内燃機関を構成する部材の一つであるシリンダーブロックには、燃料の爆発によりシリンダーを摺動させる機構が含まれており、当該機構を構成する材料には、耐摩耗性が要求される。上記材料の耐摩耗性が低い場合、ピストンの焼付き、気密性の低下などが発生するおそれがあるためである。さらに、内燃機関の出力をより高くするためには、上記材料の耐摩耗性をより高くする必要がある。   A cylinder block which is one of the members constituting the internal combustion engine includes a mechanism for sliding the cylinder by the explosion of fuel, and the material constituting the mechanism is required to have wear resistance. This is because, when the wear resistance of the material is low, there is a possibility that piston seizure, deterioration of airtightness, etc. may occur. Furthermore, in order to further increase the output of the internal combustion engine, it is necessary to increase the wear resistance of the material.

このため、高い耐摩耗性を有する材料である鋳鉄が、シリンダーブロックに広く用いられている。そして、より高い耐摩耗性、および耐摩耗性の以外の有利な物性を有する鋳鉄が開発されている。   For this reason, cast iron, which is a material having high wear resistance, is widely used for cylinder blocks. Further, cast iron having higher wear resistance and advantageous physical properties other than wear resistance has been developed.

例えば、特許文献1は、C:3.2〜3.6重量%、Si:1.7〜2.4重量%、Mn:0.45〜0.9重量%、P:0.2重量%以下、S:0.2重量%以下、Cr:0.2〜0.5重量%、Cu:0.3〜0.5重量%、Mo:0.2〜0.4重量%を含有し、CE値が3.8〜3.95である鋳鉄を開示している。   For example, in Patent Document 1, C: 3.2 to 3.6% by weight, Si: 1.7 to 2.4% by weight, Mn: 0.45 to 0.9% by weight, P: 0.2% by weight Hereinafter, S: 0.2 wt% or less, Cr: 0.2-0.5 wt%, Cu: 0.3-0.5 wt%, Mo: 0.2-0.4 wt%, A cast iron having a CE value of 3.8 to 3.95 is disclosed.

特許文献2は、C:2.9〜3.6質量%、Si:2.0〜2.5質量%、Mn:0.5〜1.0質量%、P:0.03〜0.3質量%、S:0.01〜0.13質量%、Cu:0.03〜0.6質量%、Cr:0.03〜0.3質量%、Sn0.001〜0.3質量%および/またはSb:0.001〜0.2質量%であり、残部が鉄および不可避的不純物からなる、A型黒鉛を含む鋳鉄を開示している。   In Patent Document 2, C: 2.9 to 3.6 mass%, Si: 2.0 to 2.5 mass%, Mn: 0.5 to 1.0 mass%, P: 0.03 to 0.3 mass% Mass%, S: 0.01-0.13 mass%, Cu: 0.03-0.6 mass%, Cr: 0.03-0.3 mass%, Sn 0.001-0.3 mass% and / or Or, Sb: 0.001 to 0.2% by mass, and the balance is disclosed as cast iron containing A-type graphite composed of iron and inevitable impurities.

特許文献3は、重量で、C:3.2〜3.49%、Si:1.8〜2.2%、S:0.15%未満、P:0.15%未満、Mn:0.3〜0.8%、Cr:0.2〜0.4%、Mo:0.1〜0.4%、V:0.03〜0.3%、Cu:0.3〜1.0%、Nb:0.15%未満、その他:鉄および不純物、を含む実質的にパーライトのねずみ鋳鉄合金を開示している。   In Patent Document 3, by weight, C: 3.2 to 3.49%, Si: 1.8 to 2.2%, S: less than 0.15%, P: less than 0.15%, Mn: 0.00. 3 to 0.8%, Cr: 0.2 to 0.4%, Mo: 0.1 to 0.4%, V: 0.03 to 0.3%, Cu: 0.3 to 1.0% Nb: less than 0.15% and others: substantially pearlite gray cast iron alloy containing iron and impurities.

特開2003−253375号公報(2003年9月10日公開)JP 2003-253375 A (published September 10, 2003) 特開2008−106357号公報(2008年5月8日公開)JP 2008-106357 A (published May 8, 2008) 特表2005−525468号公報(2005年8月25日公開)JP 2005-525468 Gazette (released August 25, 2005)

しかしながら、上述のような従来技術は、耐摩耗性と鋳造性とを両立させるという観点からは、改善の余地を残していた。   However, the conventional techniques as described above leave room for improvement from the viewpoint of achieving both wear resistance and castability.

本発明の一態様は、高い耐摩耗性および鋳造性を両立させた鋳鉄を提供することを目的とする。   An object of one embodiment of the present invention is to provide cast iron that achieves both high wear resistance and castability.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、通常よりもCuの含有率を高くすることにより、上記の課題を解決しうることを見出した。本発明者らは、上記知見に基づき、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、以下の発明を包含する。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that the above problem can be solved by making the Cu content higher than usual. Based on the above findings, the present inventors have completed the present invention. That is, the present invention includes the following inventions.

<1> 質量%で、C:3.0〜3.8%、Si:1.0〜3.0%、Mn:0.6〜1.0%、Cr:0を超えて0.6%以下、Cu:0.6〜1.6%、Mo:0.01〜0.4%および/またはW:0.02〜0.8%、残部:Feおよび不可避的不純物、からなることを特徴とする鋳鉄。   <1> By mass%, C: 3.0 to 3.8%, Si: 1.0 to 3.0%, Mn: 0.6 to 1.0%, Cr: more than 0 to 0.6% Hereinafter, Cu: 0.6 to 1.6%, Mo: 0.01 to 0.4% and / or W: 0.02 to 0.8%, balance: Fe and unavoidable impurities Cast iron.

<2>質量%で、C:3.3〜3.5%、Si:1.7〜2.3%、Mn:0.7〜0.8%、Cr:0.2〜0.4%、Cu:0.9〜1.1%、Mo:0.1〜0.2%および/またはW:0.2〜0.4%、残部:Feおよび不可避的不純物、からなることを特徴とする鋳鉄。   <2>% by mass, C: 3.3 to 3.5%, Si: 1.7 to 2.3%, Mn: 0.7 to 0.8%, Cr: 0.2 to 0.4% Cu: 0.9-1.1%, Mo: 0.1-0.2% and / or W: 0.2-0.4%, balance: Fe and unavoidable impurities, Cast iron.

<3>下記式(1)で表されるΣ値が、2.45以下であることを特徴とする、<1>または<2>に記載の鋳鉄。
Σ値=[Mn]+[Cr]+[Cu]+[Ni]+[Mo]+[W]・・・(1)
(式中、[ ]は括弧内の元素の含有率(質量%)を表す)。
<3> The cast iron according to <1> or <2>, wherein a Σ value represented by the following formula (1) is 2.45 or less.
Σ value = [Mn] + [Cr] + [Cu] + [Ni] + [Mo] + [W] (1)
(In the formula, [] represents the content (% by mass) of the element in parentheses).

<4>下記式(2)で表される炭素当量が、3.8〜4.15であることを特徴とする、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の鋳鉄。
炭素当量=[C]+0.31[Si]−0.027[Mn]+0.33[P]+0.4[S]−0.063[Cr]+0.074[Cu]−0.015[Mo]−0.020[W]・・・(2)
(式中、[ ]は括弧内の元素の含有率(質量%)を表す)。
<4> The cast iron according to any one of <1> to <3>, wherein a carbon equivalent represented by the following formula (2) is 3.8 to 4.15.
Carbon equivalent = [C] +0.31 [Si] −0.027 [Mn] +0.33 [P] +0.4 [S] −0.063 [Cr] +0.074 [Cu] −0.015 [Mo ] -0.020 [W] (2)
(In the formula, [] represents the content (% by mass) of the element in parentheses).

<5><1>〜<4>のいずれか1つに記載の鋳鉄を含むことを特徴とする、シリンダーブロック。   <5> A cylinder block comprising the cast iron according to any one of <1> to <4>.

<6>質量%で、C:3.0〜3.8%、Si:1.0〜3.0%、Mn:0.6〜1.0%、Cr:0を超えて0.6%以下、Cu:0.6〜1.6%、Mo:0.01〜0.4%および/またはW:0.02〜0.8%、残部:Feおよび不可避的不純物、からなる組成を有する溶湯を調製し、重力鋳造法または遠心鋳造法によって上記溶湯を鋳型内に鋳込むことを特徴とする、鋳鉄の製造方法。   <6>% by mass, C: 3.0 to 3.8%, Si: 1.0 to 3.0%, Mn: 0.6 to 1.0%, Cr: more than 0 to 0.6% Hereinafter, Cu: 0.6 to 1.6%, Mo: 0.01 to 0.4% and / or W: 0.02 to 0.8%, balance: Fe and unavoidable impurities. A method for producing cast iron, comprising preparing a molten metal and casting the molten metal into a mold by a gravity casting method or a centrifugal casting method.

本発明の一態様によれば、耐摩耗性および鋳造性を両立させた鋳鉄が提供される。   According to one aspect of the present invention, cast iron having both wear resistance and castability is provided.

(a)は、実施例1において行われた、湯流れ試験の方法を表す概略図である。鋳鉄製の試験片1〜3の一端に、溶湯が流れる湯道が備えられている。(b)は、実施例2において行われた、摩耗試験の方法を表す概略図である。(A) is the schematic showing the method of the hot water flow test performed in Example 1. FIG. A runway through which the molten metal flows is provided at one end of each of the test pieces 1 to 3 made of cast iron. (B) is the schematic showing the method of the abrasion test performed in Example 2. FIG. (a)〜(e)は、実施例において作製された試験片の、湯流れ性試験の結果である。(A)-(e) is a result of the hot water flow property test of the test piece produced in the Example. (a)〜(c)は、実施例において作製された試験片の組織を観察した、金属顕微鏡像である。(A)-(c) is a metallographic microscope image which observed the structure | tissue of the test piece produced in the Example. 発明材およびFC材に対して行われた、耐摩耗性試験の結果を表すグラフである。It is a graph showing the result of the abrasion resistance test performed with respect to invention material and FC material.

以下、本発明の実施の形態の一例について詳細に説明するが、本発明は、これに限定されない。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A〜B」は、「A以上、B以下」を意味し、単に「%」と表記されている場合は、質量%を意味する。   Hereinafter, although an example of embodiment of this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to this. Unless otherwise specified in the present specification, “A to B” representing a numerical range means “A or more and B or less”, and when simply expressed as “%”, it means mass%.

〔1.鋳鉄の物性〕
以下に、本発明の一実施形態に係る鋳鉄の特徴である物性、すなわち耐摩耗性および鋳造性について説明する。
[1. Physical properties of cast iron
Hereinafter, physical properties, that is, wear resistance and castability, which are characteristics of cast iron according to an embodiment of the present invention, will be described.

[1−1.耐摩耗性]
本発明の一実施形態に係る鋳鉄の耐摩耗性は、例えば、実施例2における方法により評価できる。従来の材料よりも高い耐摩耗性を得るためには、上記方法で評価した際の上記鋳鉄の摩耗量は、0.80μm以下が好ましい。
[1-1. Abrasion resistance]
The wear resistance of cast iron according to an embodiment of the present invention can be evaluated by, for example, the method in Example 2. In order to obtain higher wear resistance than conventional materials, the wear amount of the cast iron when evaluated by the above method is preferably 0.80 μm or less.

材料の耐摩耗性を評価するより簡便な方法として、当該材料のブリネル硬さ、引張強さ、弾性率を評価する方法がある。   As a simpler method for evaluating the wear resistance of a material, there is a method for evaluating the Brinell hardness, tensile strength, and elastic modulus of the material.

本明細書において、材料のブリネル硬さは、例えば、直径10mmの超硬合金球を29,400Nの荷重にて上記材料に押し込み、その際に発生する窪みの表面積で上記荷重を除する方法により測定できる。上記方法により測定した場合、上述した程度の高い耐摩耗性が期待できるという観点からは、本発明の一実施形態に係る鋳鉄のブリネル硬さは、205HB以上が好ましく、220HB以上がより好ましい。一方、上記鋳鉄の加工性を低下させないという観点からは、上記鋳鉄のブリネル硬さは、255HB以下が好ましく、250HB以下がより好ましい。   In this specification, the Brinell hardness of the material is determined by, for example, a method in which a cemented carbide ball having a diameter of 10 mm is pushed into the material with a load of 29,400 N, and the load is divided by the surface area of the depression generated at that time. It can be measured. When measured by the above method, the Brinell hardness of the cast iron according to an embodiment of the present invention is preferably 205 HB or more, and more preferably 220 HB or more, from the viewpoint that high abrasion resistance as described above can be expected. On the other hand, from the viewpoint of not reducing the workability of the cast iron, the Brinell hardness of the cast iron is preferably 255 HB or less, and more preferably 250 HB or less.

本明細書において、材料の引張強さは、例えば、金属材料引張試験によって測定できる。上記方法によって測定した場合、本発明の一実施形態に係る鋳鉄を加工した製品の強度を確保するという観点からは、上記鋳鉄の引張強さは、240MPa以上が好ましい。   In this specification, the tensile strength of a material can be measured by a metal material tensile test, for example. When measured by the above method, the tensile strength of the cast iron is preferably 240 MPa or more from the viewpoint of ensuring the strength of the product obtained by processing the cast iron according to one embodiment of the present invention.

本明細書において、材料の弾性率は、例えば、金属材料引張試験によって測定できる。上記方法によって測定した場合、本発明の一実施形態に係る鋳鉄を加工した製品の剛性を確保するという観点からは、本発明の一実施形態に係る鋳鉄の弾性率は、80GPa以上が好ましい。   In this specification, the elastic modulus of a material can be measured by a metal material tensile test, for example. When measured by the above method, the elastic modulus of the cast iron according to the embodiment of the present invention is preferably 80 GPa or more from the viewpoint of ensuring the rigidity of the product obtained by processing the cast iron according to the embodiment of the present invention.

[1−2.鋳造性]
鋳造性の指標としては、例えば、湯流れ性を採用することができる。本明細書において「湯流れ性」とは、溶湯の流動性を意図する。湯流れ性は、例えば、実施例1において行われている方法(図1参照)により評価することができる。上記方法によれば、鋳鉄製の試験片1〜3に発生する湯回り不良部が小さいこと、特に試験片3に発生する湯回り不良部が小さいことが、湯流れ性が高いことを意味する。
[1-2. Castability]
As an index of castability, for example, hot water flowability can be employed. In the present specification, “hot water flowability” intends the flowability of molten metal. The hot water flowability can be evaluated, for example, by the method performed in Example 1 (see FIG. 1). According to the above method, the fact that the hot water poor portion occurring in the cast iron test pieces 1 to 3 is small, in particular, the small hot water poor portion occurring in the test piece 3 means that the hot water flowability is high. .

本発明の一実施形態に係る鋳鉄は、以下に詳述する特定の組成を有することにより、上述した耐摩耗性および鋳造性を、共に好適な値とすることができる。このような物性を有する鋳鉄は、摺動による摩耗に耐えることができ、複雑な形状に鋳造することができることから、例えばシリンダーブロックの材料として好適である。   The cast iron according to an embodiment of the present invention can have both the above-described wear resistance and castability at suitable values by having a specific composition described in detail below. Cast iron having such physical properties can withstand abrasion due to sliding and can be cast into a complicated shape, and thus is suitable as a material for a cylinder block, for example.

〔2.鋳鉄〕
[2−1.鋳鉄の合金成分]
以下、本発明の一実施形態に係る鋳鉄の組成を、元素ごとに詳述する。
[2. cast iron〕
[2-1. Alloy components of cast iron]
Hereinafter, the composition of cast iron according to an embodiment of the present invention will be described in detail for each element.

(炭素)
本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有する炭素は、3.8質量%以下が好ましく、3.5質量%以下がより好ましい。炭素含有率が3.8質量%を超える場合、黒鉛の晶出量の過剰、および晶出した黒鉛の成長の過剰が発生し、上記鋳鉄の強度が低下する。
(carbon)
The carbon contained in the cast iron according to an embodiment of the present invention is preferably 3.8% by mass or less, and more preferably 3.5% by mass or less. When the carbon content exceeds 3.8% by mass, excessive crystallization amount of graphite and excessive growth of crystallized graphite occur, and the strength of the cast iron decreases.

本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有する炭素は、3.0質量%以上が好ましく、3.1質量%以上がより好ましく、3.3質量%以上がさらに好ましい。炭素含有率が3.0質量%未満の場合、黒鉛の晶出量の減少の過剰、および晶出した黒鉛の微細化の過剰が発生し、上記鋳鉄の鋳造性が低下する。   3.0 mass% or more is preferable, as for carbon which the cast iron which concerns on one Embodiment of this invention contains, 3.1 mass% or more is more preferable, and 3.3 mass% or more is further more preferable. When the carbon content is less than 3.0% by mass, excessive reduction of the crystallization amount of graphite and excessive refinement of the crystallized graphite occur, and the castability of the cast iron decreases.

(ケイ素)
本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有するケイ素は、3.0質量%以下が好ましく、2.3質量%以下がより好ましい。ケイ素含有率が3.0質量%を超える場合、黒鉛の晶出量の過剰、および晶出した黒鉛の成長の過剰が発生し、上記鋳鉄の強度が低下する。
(Silicon)
The silicon contained in the cast iron according to one embodiment of the present invention is preferably 3.0% by mass or less, and more preferably 2.3% by mass or less. When the silicon content exceeds 3.0% by mass, excessive crystallization amount of graphite and excessive growth of crystallized graphite occur, and the strength of the cast iron decreases.

本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有するケイ素は、1.0質量%以上が好ましく、1.5質量%以上がより好ましく、1.7質量%以上がさらに好ましい。ケイ素含有率が1.0質量%未満の場合、黒鉛の晶出量の減少の過剰、および晶出した黒鉛の微細化の過剰が発生し、上記鋳鉄の鋳造性が低下する。   1.0 mass% or more is preferable, as for the silicon which the cast iron which concerns on one Embodiment of this invention contains, 1.5 mass% or more is more preferable, and 1.7 mass% or more is further more preferable. When the silicon content is less than 1.0% by mass, excessive reduction of the crystallization amount of graphite and excessive refinement of the crystallized graphite occur, and the castability of the cast iron is lowered.

(マンガン)
本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有するマンガンは、1.0質量%以下が好ましく、0.8質量%以下がより好ましい。マンガン含有率が1.0質量%を超える場合、基地組織のパーライトが過剰に緻密化し、鋳造品の肉厚が5mm以下であるときに、上記基地組織がマルテンサイトまたはベーナイトに変態する場合がある。マルテンサイトおよびベーナイトは、共に硬質の組織であるため、上記鋳鉄の加工性が低下する。
(manganese)
The manganese contained in the cast iron according to an embodiment of the present invention is preferably 1.0% by mass or less, and more preferably 0.8% by mass or less. When the manganese content exceeds 1.0 mass%, the pearlite of the base structure becomes excessively dense, and when the thickness of the cast product is 5 mm or less, the base structure may be transformed into martensite or bainite. . Since martensite and bainite are both hard structures, the workability of the cast iron is reduced.

本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有するマンガンは、0.6質量%以上が好ましく、0.7質量%以上がより好ましい。マンガン含有率が0.6質量%未満の場合、上記鋳鉄の基地組織のパーライトが粗大化し、硬さが低下する。   The manganese contained in the cast iron according to an embodiment of the present invention is preferably 0.6% by mass or more, and more preferably 0.7% by mass or more. When the manganese content is less than 0.6% by mass, the pearlite of the cast iron base structure becomes coarse and the hardness decreases.

(クロム)
本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有するクロムは、0.6質量%以下が好ましく、0.4質量%以下がより好ましい。クロム含有率が0.6質量%を超える場合、クロムと炭素との間に炭化物が形成され、上記鋳鉄の加工性が低下する。
(chromium)
The chromium contained in the cast iron according to an embodiment of the present invention is preferably 0.6% by mass or less, and more preferably 0.4% by mass or less. When the chromium content exceeds 0.6% by mass, a carbide is formed between chromium and carbon, and the workability of the cast iron is lowered.

本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有するクロムは、0質量%を超えることが好ましく、0.1質量%以上がより好ましく、0.2質量%以上がさらに好ましい。クロムが含有されない場合、上記鋳鉄の基地組織の硬さが低下する。   The chromium contained in the cast iron according to an embodiment of the present invention preferably exceeds 0% by mass, more preferably 0.1% by mass or more, and further preferably 0.2% by mass or more. When chromium is not contained, the hardness of the cast iron matrix structure is lowered.

(銅)
本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有する銅は、1.6質量%以下が好ましく、1.1質量%以下がより好ましい。銅含有率が1.6質量%を超える場合、銅とモリブデンとの合計の含有率が高くなり、上記鋳鉄の基地組織がマルテンサイトまたはベーナイトに変態するため、上記鋳鉄の加工性が低下する。
(copper)
1.6 mass% or less is preferable and, as for the copper which the cast iron which concerns on one Embodiment of this invention contains, 1.1 mass% or less is more preferable. When the copper content exceeds 1.6% by mass, the total content of copper and molybdenum becomes high, and the cast iron base structure is transformed into martensite or bainite, so that the workability of the cast iron is lowered.

本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有する銅は、0.6質量%以上が好ましく、0.7質量%以上がより好ましく、0.9質量%以上がさらに好ましい。銅含有率が0.6質量%未満の場合、上記鋳鉄の鋳造性が低下し、基地組織のパーライトが粗大化し、さらに硬さが低下する。   The copper contained in the cast iron according to an embodiment of the present invention is preferably 0.6% by mass or more, more preferably 0.7% by mass or more, and further preferably 0.9% by mass or more. When the copper content is less than 0.6% by mass, the castability of the cast iron is lowered, the pearlite of the base structure is coarsened, and the hardness is further lowered.

(モリブデン)
本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有するモリブデンは、0.4質量%以下が好ましく、0.35質量%以下がより好ましく、0.2質量%以下がさらに好ましい。モリブデン含有率が0.4質量%を超える場合、基地組織の硬さが過剰となり、かつ、モリブデンと炭素との間に炭化物が形成される。その結果、上記鋳鉄の加工性が低下する。また、銅とモリブデンとの合計の含有率が高くなると、基地組織がマルテンサイトまたはベーナイトに変態するため、この場合も上記鋳鉄の加工性が低下する。
(molybdenum)
The molybdenum contained in the cast iron according to an embodiment of the present invention is preferably 0.4% by mass or less, more preferably 0.35% by mass or less, and further preferably 0.2% by mass or less. When the molybdenum content exceeds 0.4% by mass, the hardness of the matrix structure becomes excessive, and carbides are formed between molybdenum and carbon. As a result, the workability of the cast iron is reduced. Further, when the total content of copper and molybdenum is increased, the base structure is transformed into martensite or bainite, so that the workability of the cast iron is also lowered in this case.

本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有するモリブデンは、0.01質量%以上が好ましく、0.1質量%以上がより好ましい。モリブデン含有率が0.01質量%未満の場合、上記鋳鉄の基地組織の硬さが低下し、高温におけるパーライトが不安定になる。   The molybdenum contained in the cast iron according to one embodiment of the present invention is preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.1% by mass or more. When the molybdenum content is less than 0.01% by mass, the hardness of the cast iron matrix structure is lowered, and pearlite at high temperatures becomes unstable.

(タングステン)
本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有するタングステンは、0.8質量%以下が好ましく、0.7質量%以下がより好ましく、0.4質量%以下がさらに好ましい。タングステン含有率が0.8質量%を超える場合、基地組織の硬さが過剰となり、かつ、タングステンと炭素との間に炭化物が形成される。その結果、上記鋳鉄の加工性が低下する。また、銅とタングステンとの合計の含有率が高くなると、基地組織がマルテンサイトまたはベーナイトに変態するため、この場合も上記鋳鉄の加工性が低下する。
(tungsten)
0.8 mass% or less is preferable, as for the tungsten which the cast iron which concerns on one Embodiment of this invention contains, 0.7 mass% or less is more preferable, and 0.4 mass% or less is further more preferable. When the tungsten content exceeds 0.8 mass%, the hardness of the matrix structure becomes excessive, and carbides are formed between tungsten and carbon. As a result, the workability of the cast iron is reduced. Moreover, since the base structure transforms into martensite or bainite when the total content of copper and tungsten is high, the workability of the cast iron is also lowered in this case.

本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有するタングステンは、0.02質量%以上が好ましく、0.2質量%以上がより好ましい。タングステン含有率が0.02質量%未満の場合、上記鋳鉄の基地組織の硬さが低下し、高温におけるパーライトが不安定になる。   0.02 mass% or more is preferable and, as for the tungsten which the cast iron which concerns on one Embodiment of this invention contains, 0.2 mass% or more is more preferable. When the tungsten content is less than 0.02% by mass, the hardness of the cast iron matrix structure is lowered, and pearlite at high temperatures becomes unstable.

(モリブデンとタングステンとの関係)
本発明の一実施形態に係る鋳鉄において、モリブデンとタングステンとは、共に上記鋳鉄を硬くするという同様の効果をもたらす。したがって、モリブデンとタングステンとは相互に置き換え可能な成分である。上記鋳鉄は、モリブデンを含有してタングステンを含有しなくてもよく、モリブデンを含有しないでタングステンを含有してもよく、モリブデンおよびタングステンを含有してもよい。
(Relationship between molybdenum and tungsten)
In the cast iron according to one embodiment of the present invention, both molybdenum and tungsten have the same effect of hardening the cast iron. Therefore, molybdenum and tungsten are mutually replaceable components. The cast iron may contain molybdenum and may not contain tungsten, may not contain molybdenum, may contain tungsten, and may contain molybdenum and tungsten.

タングステンを含有させることによって、モリブデンを含有させることと同等の効果を得るためには、タングステンの含有率をモリブデンの含有率の2倍([Mo]=2[W])とすればよい。この関係は、モリブデンとタングステンとの原子量の違いなどに起因すると考えられる。   In order to obtain the same effect as containing molybdenum by including tungsten, the content of tungsten may be set to twice the content of molybdenum ([Mo] = 2 [W]). This relationship is considered to be caused by a difference in atomic weight between molybdenum and tungsten.

[2−2.不可避的不純物]
本発明の一実施形態に係る鋳鉄は、不可避的不純物を含有している。上記不可避的不純物には、以下に説明する元素が含まれうる。ここで、不可避的不純物とは、鋳鉄の原料、鋳鉄を製造する設備などに由来する成分であって、意図的に添加されたものではなく、鋳鉄に不可避的に混入している構成成分を意味する。
[2-2. Inevitable impurities]
The cast iron according to one embodiment of the present invention contains inevitable impurities. The unavoidable impurities can include the elements described below. Here, the inevitable impurities are components derived from cast iron raw materials, facilities for producing cast iron, etc., and are not intentionally added, but mean components that are inevitably mixed in cast iron. To do.

(リン)
本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有するリンは、0.08質量%以下が好ましく、0.05質量%以下がより好ましい。リンの含有率を0.08質量%以下とすることにより、上記鋳鉄の強度を好適な範囲に保つことができる。
(Rin)
0.08 mass% or less is preferable and, as for the phosphorus which the cast iron which concerns on one Embodiment of this invention contains, 0.05 mass% or less is more preferable. By setting the phosphorus content to 0.08% by mass or less, the strength of the cast iron can be maintained in a suitable range.

(硫黄)
本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有する硫黄は、0.2質量%以下が好ましく、0.15質量%以下がより好ましい。硫黄の含有率を0.2質量%以下とすることにより、鋳造凝固過程における上記鋳鉄の高温割れを防ぐことができる。
(sulfur)
0.2 mass% or less is preferable and, as for sulfur which the cast iron which concerns on one Embodiment of this invention contains, 0.15 mass% or less is more preferable. By setting the sulfur content to 0.2% by mass or less, hot cracking of the cast iron in the casting solidification process can be prevented.

(ニッケル)
本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有するニッケルは、0.05質量%以下が好ましく、0.02質量%以下がより好ましい。
(nickel)
0.05 mass% or less is preferable and, as for nickel which the cast iron which concerns on one Embodiment of this invention contains, 0.02 mass% or less is more preferable.

(アルミニウム)
本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有するアルミニウムは、0.05質量%以下が好ましく、0.01質量%以下がより好ましい。アルミニウムの含有率を0.05質量%以下とすることにより、鋳造欠陥であるピンホールの形成を抑制できる。
(aluminum)
0.05 mass% or less is preferable and, as for the aluminum which the cast iron which concerns on one Embodiment of this invention contains, 0.01 mass% or less is more preferable. By setting the aluminum content to 0.05 mass% or less, the formation of pinholes that are casting defects can be suppressed.

(チタン)
本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有するチタンは、0.05質量%以下が好ましく、0.01質量%以下がより好ましい。チタンの含有率を0.05質量%以下とすることにより、チタン炭化物の発生による加工性の低下を抑制できる。
(titanium)
The titanium contained in the cast iron according to an embodiment of the present invention is preferably 0.05% by mass or less, and more preferably 0.01% by mass or less. By making the titanium content 0.05% by mass or less, it is possible to suppress a decrease in workability due to generation of titanium carbide.

(バナジウム)
本発明の一実施形態に係る鋳鉄が含有するバナジウムは、0.01質量%以下が好ましく、0.005質量%以下がより好ましい。バナジウムの含有率を0.01質量%以下とすることにより、バナジウム炭化物の発生による加工性の低下を抑制できる。
(vanadium)
The vanadium contained in the cast iron according to an embodiment of the present invention is preferably 0.01% by mass or less, and more preferably 0.005% by mass or less. By setting the vanadium content to 0.01% by mass or less, it is possible to suppress a decrease in workability due to the generation of vanadium carbide.

[2−3.成分間のパラメーター]
(Σ値)
本発明の一実施形態に係る鋳鉄は、下記式(1)で表されるΣ値が、2.45以下であることが好ましい。Σ値が2.45以下であることにより、上記鋳鉄の基地組織がマルテンサイトまたはベーナイトに変態することによる、上記鋳鉄の過剰な硬化を防ぐことができる。すなわち、Σ値が2.45以下であることにより、上記鋳鉄の加工性が好適な範囲となる。
Σ値=[Mn]+[Cr]+[Cu]+[Ni]+[Mo]+[W]・・・(1)
(式中、[ ]は括弧内の元素の含有率(質量%)を表す)。
[2-3. Parameters between components]
(Σ value)
The cast iron according to one embodiment of the present invention preferably has a Σ value represented by the following formula (1) of 2.45 or less. When the Σ value is 2.45 or less, excessive hardening of the cast iron due to transformation of the base structure of the cast iron into martensite or bainite can be prevented. That is, when the Σ value is 2.45 or less, the workability of the cast iron falls within a suitable range.
Σ value = [Mn] + [Cr] + [Cu] + [Ni] + [Mo] + [W] (1)
(In the formula, [] represents the content (% by mass) of the element in parentheses).

(炭素当量(CE値))
本発明の一実施形態に係る鋳鉄は、下記式(2)で表される炭素当量が、4.15以下であることが好ましく、4.1以下であることがより好ましい。また、本発明の一実施形態に係る鋳鉄は、下記式(2)で表される炭素当量が、3.8以上であることが好ましく、3.9以上であることがより好ましい。炭素当量が上述の範囲にあることにより、上記鋳鉄の耐摩耗性と流動性とを両立させることが可能となる。
炭素当量=[C]+0.31[Si]−0.027[Mn]+0.33[P]+0.4[S]−0.063[Cr]+0.074[Cu]−0.015[Mo]−0.020[W]・・・(2)
(式中、[ ]は括弧内の元素の含有率(質量%)を表す)。
(Carbon equivalent (CE value))
In the cast iron according to an embodiment of the present invention, the carbon equivalent represented by the following formula (2) is preferably 4.15 or less, and more preferably 4.1 or less. In the cast iron according to one embodiment of the present invention, the carbon equivalent represented by the following formula (2) is preferably 3.8 or more, and more preferably 3.9 or more. When the carbon equivalent is in the above range, it is possible to achieve both the wear resistance and the fluidity of the cast iron.
Carbon equivalent = [C] +0.31 [Si] −0.027 [Mn] +0.33 [P] +0.4 [S] −0.063 [Cr] +0.074 [Cu] −0.015 [Mo ] -0.020 [W] (2)
(In the formula, [] represents the content (% by mass) of the element in parentheses).

[2−4.鋳鉄の組織]
本発明の一実施形態に係る鋳鉄の基地組織は、特に限定されない。上記鋳鉄をシリンダーブロックに加工する場合には、パーライトが主要な基地組織であることが好ましい。しかし、例えば、より硬度を必要とする部材(例えば、軸受など)に加工する場合には、上記鋳鉄を熱処理して、基地組織をマルテンサイトおよび/またはベーナイトに変態させても構わない。また、上記熱処理は、上記鋳鉄の一部にのみ施されていてもよい。
[2-4. Cast iron structure]
The cast iron base structure according to the embodiment of the present invention is not particularly limited. When the cast iron is processed into a cylinder block, pearlite is preferably the main base structure. However, for example, when processing into a member (for example, a bearing) requiring higher hardness, the cast iron may be heat-treated to transform the base structure into martensite and / or bainite. Moreover, the said heat processing may be given only to a part of said cast iron.

本発明の一実施形態に係る鋳鉄の組織における黒鉛の形状は、特に限定されない。上記鋳鉄をシリンダーブロックに加工する場合には、上記黒鉛の形状がA型黒鉛であることが好ましい。   The shape of graphite in the structure of cast iron according to an embodiment of the present invention is not particularly limited. When processing the cast iron into a cylinder block, the shape of the graphite is preferably A-type graphite.

〔3.鋳造方法〕
本発明の一実施形態に係る鋳鉄の鋳造方法は、特に限定されない。以下に、上記鋳鉄の鋳造方法の一例を例示する。
[3. Casting method)
The cast iron casting method according to one embodiment of the present invention is not particularly limited. Below, an example of the casting method of the said cast iron is illustrated.

まず、本発明の一実施形態に係る鋳鉄と同じ組成(すなわち、C:3.0〜3.8質量%、Si:1.0〜3.0質量%、Mn:0.6〜1.0質量%、Cr:0を超えて0.6質量%以下、Mo:0.01〜0.4質量%、Cu:0.6〜1.6質量%、残部:Feおよび不可避的不純物)の溶湯を調製する。上記溶湯の調製方法および各種成分の溶湯中への添加順序は特に限定されず、公知の手法を用いることができる。なお、上記溶湯の組成は、溶湯を調製する際の添加原料の割合から算出される。   First, the same composition as cast iron according to an embodiment of the present invention (that is, C: 3.0 to 3.8% by mass, Si: 1.0 to 3.0% by mass, Mn: 0.6 to 1.0) Mol%, Cr: more than 0 and 0.6 mass% or less, Mo: 0.01-0.4 mass%, Cu: 0.6-1.6 mass%, balance: Fe and inevitable impurities) To prepare. The method for preparing the molten metal and the order of adding the various components to the molten metal are not particularly limited, and known methods can be used. In addition, the composition of the molten metal is calculated from the ratio of the added raw material when the molten metal is prepared.

次に、調製された溶湯を鋳型へと鋳込む。この際、重力鋳造法または遠心鋳造法のいずれの方法を採用してもよい。鋳造によりシリンダーブロックを製造する場合には、重力鋳造法を採用することが好ましい。鋳造を終えた部品は、鋳型から取り出したままで用いてもよいし、上記部品の一部または全部を熱処理して用いてもよい。   Next, the prepared molten metal is cast into a mold. At this time, either a gravity casting method or a centrifugal casting method may be employed. When manufacturing a cylinder block by casting, it is preferable to employ a gravity casting method. The part that has been cast may be used as it is taken out from the mold, or a part or all of the part may be heat-treated.

〔4.鋳鉄の用途〕
本発明の一実施形態に係る鋳鉄の用途は、特に限定されない。上記鋳鉄が、鋳造性と高い耐摩耗性とを両立させている点を考慮すると、上記鋳鉄をシリンダーブロックに用いることが好ましい。特に、上記鋳鉄を、シリンダーブロックの中でも高い燃焼圧に曝される部材、すなわちシリンダーヘッドなどに用いることが、より好ましい。
[4. (Use of cast iron)
The application of the cast iron according to one embodiment of the present invention is not particularly limited. Considering that the cast iron achieves both castability and high wear resistance, it is preferable to use the cast iron for the cylinder block. In particular, it is more preferable to use the cast iron for a member exposed to a high combustion pressure in a cylinder block, that is, a cylinder head or the like.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

〔実施例1〕
組成を変化させた鋳鉄片を作製し、諸物性を調査した。
[Example 1]
Cast iron pieces with different compositions were prepared and various physical properties were investigated.

表1に記載の成分組成である溶湯を調製し、重力鋳造法により、発明材1〜10、比較材1〜5、およびFC材からなる試験片(全て縦4cm×横20cm×厚さ5mm)を鋳造した。鋳型としてはフラン鋳型を用いた。なお、それぞれの材の成分組成は、鋳造後の上記材を発光分光分析により分析することによって測定された値である。   Prepare a molten metal having the component composition shown in Table 1, and test pieces made of the inventive materials 1 to 10, the comparative materials 1 to 5, and the FC material by gravity casting (all 4 cm long × 20 cm wide × 5 mm thick). Was cast. A furan mold was used as the mold. In addition, the component composition of each material is a value measured by analyzing the said material after casting by emission spectral analysis.

表中、耐摩耗性および鋳造性が一般的な水準にある片状黒鉛鋳鉄(FC)を、FC材として示した。発明材1〜10は、共通して、FC材よりもCu含有率が高いという特徴を有している。   In the table, flake graphite cast iron (FC) having a general level of wear resistance and castability is shown as an FC material. Inventive materials 1 to 10 have a common feature that the Cu content is higher than that of the FC material.

[1−1.ブリネル硬さの測定]
作製した試験片のブリネル硬さを、以下の条件にて測定した。測定結果は表1に示した。
・使用球:超硬合金級
・球直径:10mm
・荷重:29,400N
[1−2.引張強さの測定]
作製した試験片の引張強さを、油圧式万能試験機(島津製作所製)によって測定した。測定は2回行い、2回の測定値の相加平均を引張強さとした。測定結果は表1に示した。
[1-1. Measurement of Brinell hardness]
The Brinell hardness of the produced test piece was measured under the following conditions. The measurement results are shown in Table 1.
・ Used ball: Cemented carbide class ・ Ball diameter: 10mm
・ Load: 29,400N
[1-2. Measurement of tensile strength]
The tensile strength of the produced test piece was measured with a hydraulic universal testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation). The measurement was performed twice and the arithmetic average of the two measurements was taken as the tensile strength. The measurement results are shown in Table 1.

[1−3.弾性率の測定]
作製した試験片の弾性率を、油圧式万能試験機(島津製作所製)によって測定した。測定は2回行い、2回の測定値の相加平均を弾性率とした。測定結果は表1に示した。
[1-3. Measurement of elastic modulus]
The elastic modulus of the produced test piece was measured with a hydraulic universal testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation). The measurement was performed twice, and the arithmetic average of the two measurements was taken as the elastic modulus. The measurement results are shown in Table 1.

(耐摩耗性に関わる物性値の測定結果)
発明材1〜5は、質量%で、C:3.3〜3.5%、Si:1.7〜2.3%、Mn:0.7〜0.8%、Cr:0.2〜0.4%、Cu:0.9〜1.1%、Mo:0.1〜0.2%および/またはW:0.2〜0.4%、残部:Feおよび不可避的不純物からなる鋳鉄である。すなわち、本発明の一態様に係る目的を達するために、特に好適である組成を有している。
(Measurement results of physical properties related to wear resistance)
Inventive materials 1 to 5 are mass%, C: 3.3 to 3.5%, Si: 1.7 to 2.3%, Mn: 0.7 to 0.8%, Cr: 0.2 to Cast iron comprising 0.4%, Cu: 0.9-1.1%, Mo: 0.1-0.2% and / or W: 0.2-0.4%, balance: Fe and unavoidable impurities It is. That is, it has a composition that is particularly suitable for achieving the object of one embodiment of the present invention.

発明材6〜10は、C:3.0〜3.8%、Si:1.0〜3.0%、Mn:0.6〜1.0%、Cr:0を超えて0.6%以下、Cu:0.6〜1.6%、Mo:0.01〜0.4%および/またはW:0.02〜0.8%、残部:Feおよび不可避的不純物からなる鋳鉄である。すなわち、本発明の一態様に係る目的を達するために、好適である組成を有している。   Invention materials 6 to 10 are: C: 3.0 to 3.8%, Si: 1.0 to 3.0%, Mn: 0.6 to 1.0%, Cr: more than 0 to 0.6% Hereafter, it is cast iron which consists of Cu: 0.6-1.6%, Mo: 0.01-0.4% and / or W: 0.02-0.8%, remainder: Fe and an unavoidable impurity. That is, the composition has a composition suitable for achieving the object of one embodiment of the present invention.

表1に示されている発明材1〜10の物性を概観すると、以下の通りである。全ての発明材において、ブリネル硬さは、特に好ましい範囲である220〜250HBに収まった。全ての発明材において、引張強さは、好ましい範囲である240MPa以上となった。全ての発明材において、弾性率は、好ましい範囲である80GPa以上となった。   The physical properties of the inventive materials 1 to 10 shown in Table 1 are as follows. In all the inventive materials, the Brinell hardness was within a particularly preferable range of 220 to 250 HB. In all the inventive materials, the tensile strength was 240 MPa or more, which is a preferable range. In all the inventive materials, the elastic modulus was 80 GPa or more which is a preferable range.

一方、比較材1〜5は、上記範囲から外れた組成をしている。具体的には、以下の点において発明材とは異なっており、結果として物性上の欠点が生じた。   On the other hand, the comparative materials 1-5 have compositions outside the above range. Specifically, it is different from the inventive material in the following points, and as a result, defects in physical properties occurred.

比較材1は、モリブデン含有率が過剰なため、ブリネル硬さが大きくなりすぎ、加工性が低い。   Since the comparative material 1 has an excessive molybdenum content, the Brinell hardness becomes too high and the workability is low.

比較材2は、モリブデン含有率が高いが炭素当量が大きすぎるため、引張強さと弾性率が低い値となっている。   Although the comparative material 2 has a high molybdenum content, but the carbon equivalent is too large, the tensile strength and the elastic modulus are low.

比較材3は、Σ値が大きく基地組織が変態しており、ブリネル硬さが大きくなりすぎている。   The comparative material 3 has a large Σ value, the base structure is transformed, and the Brinell hardness is too large.

比較材4は、炭素含有率が低く炭素当量が小さすぎるため、黒鉛晶出量が不足しており、ブリネル硬さが大きくなりすぎている。   Since the comparative material 4 has a low carbon content and the carbon equivalent is too small, the graphite crystallization amount is insufficient and the Brinell hardness is too large.

比較材5は、モリブデンを含有しておらず、引張強さが好ましい範囲を外れている。   The comparative material 5 does not contain molybdenum, and the tensile strength is out of the preferred range.

[1−4.湯流れ性]
発明材1、3および10、比較材5、並びにFC材の湯流れ性を測定した。以下、図1に基づいて測定方法を説明する。
[1-4. Hot water flow]
The hot water flow properties of the inventive materials 1, 3, and 10, the comparative material 5, and the FC material were measured. Hereinafter, the measurement method will be described with reference to FIG.

3枚の試験片1〜3を、3cm間隔で並べ、試験片1〜3の一端に溶湯を流せる溝を設けた。試験片1〜3は、1−1〜1−3と同様の手法により作製され、大きさは縦4cm×横20cm×厚み5mmであった。次に、上記溝に1400℃の溶湯を注湯した。   Three test pieces 1 to 3 were arranged at intervals of 3 cm, and a groove through which the molten metal could flow was provided at one end of the test pieces 1 to 3. Test pieces 1 to 3 were produced by the same method as 1-1 to 1-3, and the size was 4 cm long × 20 cm wide × 5 mm thick. Next, 1400 ° C. molten metal was poured into the groove.

(結果)
上記試験の結果を、図2に示した。発明材1および3に発生した湯回り不良部は、FC材に発生した湯回り不良部と、ほぼ同程度の大きさであった(図2の(a)、(b))。このため、発明材1、3および10は、FC材と同等の湯流れ性を有しており、したがってFC材と同等の鋳造性を有していると言える。発明材10に発生した湯回り不良部は、FC材に発生した湯回り不良部よりも、やや大きかった(図2の(c))。このため、発明材10は、FC材よりはやや劣る湯流れ性を有しており、したがってFC材よりはやや劣る鋳造性を有していると言える。
(result)
The results of the above test are shown in FIG. The hot water run-off portion that occurred in Invention Materials 1 and 3 was approximately the same size as the hot run-out portion that occurred in the FC material ((a) and (b) of FIG. 2). For this reason, it can be said that the inventive materials 1, 3 and 10 have a hot water flow property equivalent to that of the FC material, and thus have castability equivalent to that of the FC material. The hot water poor portion generated in the inventive material 10 was slightly larger than the hot water poor portion generated in the FC material ((c) of FIG. 2). For this reason, it can be said that the inventive material 10 has a hot water flow property slightly inferior to that of the FC material, and therefore has a castability slightly inferior to that of the FC material.

一方、比較材5に発生した湯回り不良部は、FC材に発生した湯回り不良部よりも、遥かに大きかった(図2の(d))。このため、比較材5は、FC材より明らかに劣る湯流れ性を有しており、したがってFC材より明らかに劣る鋳造性を有していると言える。   On the other hand, the hot water runoff portion that occurred in the comparative material 5 was much larger than the hot runout failure portion that occurred in the FC material ((d) in FIG. 2). For this reason, it can be said that the comparative material 5 has a hot water flow property that is clearly inferior to that of the FC material, and therefore has a castability that is clearly inferior to that of the FC material.

[1−5.組織構造]
発明材1および3、並びに比較材3の基地組織を、金属顕微鏡にて観察した。
[1-5. Organizational structure]
The base structures of the inventive materials 1 and 3 and the comparative material 3 were observed with a metallographic microscope.

(結果)
発明材1および3がパーライト基地を有しているのに対し、比較材3はΣ値が高い(特に、Mo含有率が過剰である)ため、基地組織がベーナイトに変態している(図3の(c))。このため、材料としての硬度が過剰となり、加工性が低下してしまう。
(result)
Inventive materials 1 and 3 have a pearlite base, whereas comparative material 3 has a high Σ value (particularly, an excessive Mo content), so that the base structure is transformed into bainite (FIG. 3). (C)). For this reason, the hardness as a material becomes excessive, and the workability deteriorates.

〔実施例2〕
発明材1とFC材を用いて、摩耗試験を行った。
[Example 2]
A wear test was performed using the inventive material 1 and the FC material.

まず、発明材1とFC材とを、実施例1と同様の手法により鋳造して板状に加工した(シリンダーブロック材4)。さらに、相手材として、実際に使用されるピストンリング材から切り出した金属片(相手材5)を使用し、下記表2の条件により摩耗試験を課した。試験の概略図を図1の(b)に示す。   First, the inventive material 1 and the FC material were cast into a plate shape by the same method as in Example 1 (cylinder block material 4). Furthermore, a wear test was imposed under the conditions shown in Table 2 below using a metal piece (counter material 5) cut out from a piston ring material actually used as the counterpart material. A schematic diagram of the test is shown in FIG.

試験結果を図4に示した。発明材1の摩耗量は、FC材の摩耗量と比較して20%以上減少している。すなわち、発明材1の耐摩耗性は、FC材を大きく上回るものであった。   The test results are shown in FIG. The wear amount of the inventive material 1 is reduced by 20% or more compared to the wear amount of the FC material. That is, the wear resistance of the inventive material 1 was much higher than that of the FC material.

本発明の一実施形態に係る鋳鉄は、摺動による摩耗に十分に耐えることができ、複雑な形状に鋳造することができることから、例えばシリンダーブロックの材料として好適である。   The cast iron according to an embodiment of the present invention is suitable as, for example, a material for a cylinder block because it can sufficiently withstand abrasion due to sliding and can be cast into a complicated shape.

1 試験片
2 試験片
3 試験片
4 シリンダーブロック材
5 相手材
1 Test piece 2 Test piece 3 Test piece 4 Cylinder block material 5 Counterpart material

Claims (6)

質量%で、
C :3.0〜3.8%、
Si:1.0〜3.0%、
Mn:0.6〜1.0%、
Cr:0を超えて0.6%以下、
Cu:0.6〜1.6%、
Mo:0.01〜0.4%、および/または、W:0.02〜0.8%、
残部:Feおよび不可避的不純物、
からなることを特徴とする鋳鉄。
% By mass
C: 3.0 to 3.8%,
Si: 1.0-3.0%,
Mn: 0.6 to 1.0%
Cr: more than 0 and 0.6% or less,
Cu: 0.6 to 1.6%,
Mo: 0.01-0.4% and / or W: 0.02-0.8%,
Balance: Fe and inevitable impurities,
Cast iron characterized by comprising.
質量%で、
C :3.3〜3.5%、
Si:1.7〜2.3%、
Mn:0.7〜0.8%、
Cr:0.2〜0.4%、
Cu:0.9〜1.1%、
Mo:0.1〜0.2%、および/または、W:0.2〜0.4%、
残部:Feおよび不可避的不純物、
からなることを特徴とする鋳鉄。
% By mass
C: 3.3 to 3.5%,
Si: 1.7-2.3%,
Mn: 0.7 to 0.8%
Cr: 0.2 to 0.4%,
Cu: 0.9 to 1.1%,
Mo: 0.1-0.2% and / or W: 0.2-0.4%
Balance: Fe and inevitable impurities,
Cast iron characterized by comprising.
下記式(1)で表されるΣ値が、2.45以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載の鋳鉄。
Σ値=[Mn]+[Cr]+[Cu]+[Ni]+[Mo]+[W]・・・(1)
(式中、[ ]は括弧内の元素の含有率(質量%)を表す)
The cast iron according to claim 1, wherein a Σ value represented by the following formula (1) is 2.45 or less.
Σ value = [Mn] + [Cr] + [Cu] + [Ni] + [Mo] + [W] (1)
(In the formula, [] represents the content (% by mass) of the element in parentheses)
下記式(2)で表される炭素当量が、3.8〜4.15であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の鋳鉄。
炭素当量=[C]+0.31[Si]−0.027[Mn]+0.33[P]+0.4[S]−0.063[Cr]+0.074[Cu]−0.015[Mo]−0.020[W]・・・(2)
(式中、[ ]は括弧内の元素の含有率(質量%)を表す)
The cast iron according to any one of claims 1 to 3, wherein a carbon equivalent represented by the following formula (2) is 3.8 to 4.15.
Carbon equivalent = [C] +0.31 [Si] −0.027 [Mn] +0.33 [P] +0.4 [S] −0.063 [Cr] +0.074 [Cu] −0.015 [Mo ] -0.020 [W] (2)
(In the formula, [] represents the content (% by mass) of the element in parentheses)
請求項1〜4のいずれか一項に記載の鋳鉄を含むことを特徴とする、シリンダーブロック。   A cylinder block comprising the cast iron according to any one of claims 1 to 4. 質量%で、
C :3.0〜3.8%、
Si:1.0〜3.0%、
Mn:0.6〜1.0%、
Cr:0を超えて0.6%以下、
Cu:0.6〜1.6%、
Mo:0.01〜0.4%、および/または、W:0.02〜0.8%、
残部:Feおよび不可避的不純物、
からなる組成を有する溶湯を調製し、重力鋳造法または遠心鋳造法によって上記溶湯を鋳型内に鋳込むことを特徴とする、鋳鉄の製造方法。
% By mass
C: 3.0 to 3.8%,
Si: 1.0-3.0%,
Mn: 0.6 to 1.0%
Cr: more than 0 and 0.6% or less,
Cu: 0.6 to 1.6%,
Mo: 0.01-0.4% and / or W: 0.02-0.8%,
Balance: Fe and inevitable impurities,
A method for producing cast iron, comprising preparing a molten metal having a composition comprising: and casting the molten metal into a mold by a gravity casting method or a centrifugal casting method.
JP2016250219A 2016-12-23 2016-12-23 Cast iron, cast iron manufacturing method, and cylinder block Active JP6416860B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016250219A JP6416860B2 (en) 2016-12-23 2016-12-23 Cast iron, cast iron manufacturing method, and cylinder block
PCT/JP2017/042680 WO2018116763A1 (en) 2016-12-23 2017-11-28 Cast iron, method for producing cast iron and cylinder block

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016250219A JP6416860B2 (en) 2016-12-23 2016-12-23 Cast iron, cast iron manufacturing method, and cylinder block

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2018104744A true JP2018104744A (en) 2018-07-05
JP2018104744A5 JP2018104744A5 (en) 2018-08-16
JP6416860B2 JP6416860B2 (en) 2018-10-31

Family

ID=62627292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016250219A Active JP6416860B2 (en) 2016-12-23 2016-12-23 Cast iron, cast iron manufacturing method, and cylinder block

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6416860B2 (en)
WO (1) WO2018116763A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114807735B (en) * 2021-01-21 2023-04-07 中原内配集团股份有限公司 Corrosion-resistant bainite gray cast iron composition, cylinder sleeve and preparation method
CN115094302B (en) * 2022-06-16 2023-12-19 东风汽车零部件(集团)有限公司通用铸锻分公司 Mo-Cr-Cu system material for large automobile panel forming mold and preparation method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5542140B2 (en) * 1977-06-01 1980-10-29
JPS6428342A (en) * 1987-07-22 1989-01-30 Toyota Motor Corp Cast iron for cylinder block
JPH07216495A (en) * 1994-01-28 1995-08-15 Hitachi Metals Ltd Brake parts excellent in heat check resistance and its production
JP2016079498A (en) * 2014-10-16 2016-05-16 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company Gray cast iron for cylinder liner and method for manufacturing cylinder liner using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5542140B2 (en) * 1977-06-01 1980-10-29
JPS6428342A (en) * 1987-07-22 1989-01-30 Toyota Motor Corp Cast iron for cylinder block
JPH07216495A (en) * 1994-01-28 1995-08-15 Hitachi Metals Ltd Brake parts excellent in heat check resistance and its production
JP2016079498A (en) * 2014-10-16 2016-05-16 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company Gray cast iron for cylinder liner and method for manufacturing cylinder liner using the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018116763A1 (en) 2018-06-28
JP6416860B2 (en) 2018-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6925781B2 (en) Hot tool steel with excellent high temperature strength and toughness
JP2006225756A (en) Heat resistant alloy for exhaust valve enduring use at 900°c and exhaust valve using the alloy
JP2006206986A (en) Cast iron having excellent corrosion resistance and wear resistance
JP7083242B2 (en) Hot tool steel with excellent thermal conductivity
JP2016079498A (en) Gray cast iron for cylinder liner and method for manufacturing cylinder liner using the same
JP6576994B2 (en) Highly elastic wear-resistant gray cast iron for piston ring applications
JP6416860B2 (en) Cast iron, cast iron manufacturing method, and cylinder block
JP5712560B2 (en) Spheroidal graphite cast iron products with excellent wear resistance
JP2012041571A (en) Flake graphite cast iron for large-sized casting product and method for producing the same
JP4778863B2 (en) Outer layer material of composite roll for rolling made by centrifugal casting
JP2021017623A (en) Tool steel for hot work, excellent in thermal conductivity
JP2010168639A (en) Steel for die-casting mold
JP2007154295A (en) Wear resistant cast steel and its production method
JP5282546B2 (en) High-strength, thick-walled spheroidal graphite cast iron with excellent wear resistance
JP2021008649A (en) Austenitic stainless cast steel
JP5589646B2 (en) Spheroidal graphite cast iron products with excellent wear resistance
JP5282547B2 (en) High-strength, thick-walled spheroidal graphite cast iron with excellent wear resistance
JP2002206143A (en) High strength low thermal expansion casting steel and ring-shaped parts for blade ring of gas turbine and for seal ring holding ring consisting of the high strength low thermal expansion casting steel
JPH0734204A (en) Ferritic heat resistant cast steel and its production
JP2016204711A (en) HIGH STRENGTH HYPEREUTECTIC Al-Si ALLOY AND DIE CAST USING THE SAME
JP3375001B2 (en) Austenitic heat-resistant cast steel with excellent castability and machinability and exhaust system parts made of it
JP5475380B2 (en) Austenitic cast iron, its manufacturing method and austenitic cast iron casting
JP2005290533A (en) High wear resistant roll material and high wear resistant composite roll
WO2023243726A1 (en) Austenitic heat-resistant cast steel and exhaust system component formed of same
JP7544488B2 (en) Hot work tool steel with excellent manufacturability and thermal conductivity

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180706

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180706

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20180706

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20180719

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: 20180911

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181004

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6416860

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150