JP2910659B2 - ディーゼルエンジン用副燃焼室口金 - Google Patents
ディーゼルエンジン用副燃焼室口金Info
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- JP2910659B2 JP2910659B2 JP8037306A JP3730696A JP2910659B2 JP 2910659 B2 JP2910659 B2 JP 2910659B2 JP 8037306 A JP8037306 A JP 8037306A JP 3730696 A JP3730696 A JP 3730696A JP 2910659 B2 JP2910659 B2 JP 2910659B2
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高温強度、耐熱
疲労特性および耐高温変形特性に優れたディーゼルエン
ジン用副燃焼室口金に関するものである。
疲労特性および耐高温変形特性に優れたディーゼルエン
ジン用副燃焼室口金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ディーゼルエンジンの副燃焼室
には図１の一部断面図に示されるように口金１が設けら
れており、この口金１は高温強度、耐熱疲労特性および
耐高温変形特性が要求されている。図１において、２は
インジェクションノズル、３はグロープラグ、４はシリ
ンダーブロック、５はピストンを示す。このディーゼル
エンジンの副燃焼室口金として、重量％で、Ｃｒ：１６
〜２０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜
２．０％、Ｍｏ：１．１〜２．４％、Ｎｂ：０．３〜
２．１％、Ｔａ：０．１〜２．２％、Ｃｏ：０．２〜
２．５％、Ｃ：０．１〜０．２％、Ｎ：０．０５〜０．
１５％を含有し、さらに、必要に応じて、Ｎｉ：０．２
〜２．５％、Ｗ：０．２〜２．５％を含有し、残部がＦ
ｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ
系合金鋳物で構成されたディーゼルエンジン用副燃焼室
口金が知られている（特開平７−２２８９５２号公報参
照）。
には図１の一部断面図に示されるように口金１が設けら
れており、この口金１は高温強度、耐熱疲労特性および
耐高温変形特性が要求されている。図１において、２は
インジェクションノズル、３はグロープラグ、４はシリ
ンダーブロック、５はピストンを示す。このディーゼル
エンジンの副燃焼室口金として、重量％で、Ｃｒ：１６
〜２０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．１〜
２．０％、Ｍｏ：１．１〜２．４％、Ｎｂ：０．３〜
２．１％、Ｔａ：０．１〜２．２％、Ｃｏ：０．２〜
２．５％、Ｃ：０．１〜０．２％、Ｎ：０．０５〜０．
１５％を含有し、さらに、必要に応じて、Ｎｉ：０．２
〜２．５％、Ｗ：０．２〜２．５％を含有し、残部がＦ
ｅおよび不可避不純物からなる組成を有するＦｅ−Ｃｒ
系合金鋳物で構成されたディーゼルエンジン用副燃焼室
口金が知られている（特開平７−２２８９５２号公報参
照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ディーゼルエ
ンジンの高性能化に伴って副燃焼室に取り付けられる口
金は、なお一層の高温強度、耐熱疲労特性および耐高温
変形特性が要求されれており、従来のＦｅ−Ｃｒ系合金
鋳物で構成されたディーゼルエンジン用副燃焼室口金で
はかかる要求に十分に対応することができなかった。
ンジンの高性能化に伴って副燃焼室に取り付けられる口
金は、なお一層の高温強度、耐熱疲労特性および耐高温
変形特性が要求されれており、従来のＦｅ−Ｃｒ系合金
鋳物で構成されたディーゼルエンジン用副燃焼室口金で
はかかる要求に十分に対応することができなかった。
【０００４】
【課題を解決する手段】そこで本発明者らは、鋭意研究
の結果、従来のＦｅ−Ｃｒ系合金に、さらに、Ｚｒ：
０．００２〜０．１％およびＢ：０．００２〜０．１％
を添加した組成とし、さらにその組成を有するＦｅ−Ｃ
ｒ系合金を溶解後、９００〜１０５０℃に等温保持の熱
処理を施すと、体積％でフェライト相：２０〜８０％、
炭窒化物相：０．３〜７％、残部：オーステナイト相か
らなる３相組織となり、この３相組織を有する耐熱ステ
ンレス鋼で構成されたディーゼルエンジン用副燃焼室口
金は、従来よりも高温強度、高温耐酸化性および耐熱疲
労特性に優れている、という知見を得たのである。
の結果、従来のＦｅ−Ｃｒ系合金に、さらに、Ｚｒ：
０．００２〜０．１％およびＢ：０．００２〜０．１％
を添加した組成とし、さらにその組成を有するＦｅ−Ｃ
ｒ系合金を溶解後、９００〜１０５０℃に等温保持の熱
処理を施すと、体積％でフェライト相：２０〜８０％、
炭窒化物相：０．３〜７％、残部：オーステナイト相か
らなる３相組織となり、この３相組織を有する耐熱ステ
ンレス鋼で構成されたディーゼルエンジン用副燃焼室口
金は、従来よりも高温強度、高温耐酸化性および耐熱疲
労特性に優れている、という知見を得たのである。
【０００５】この発明は、かかる知見に基づいてなされ
たものであって、重量％で、Ｃｒ：１５〜２７％、Ｎ
ｉ：１〜８％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．１
〜２．０％、Ｎｂ：０．３〜２．５％、Ｗ：０．１〜
２．５％、Ｚｒ：０．００２〜０．１％、Ｂ：０．００
２〜０．１％、Ｃ：０．０６〜０．２％、Ｎ：０．０１
〜０．１５％を含有し、さらに、必要に応じて、 （ａ）Ｔａ、Ｔｉ、Ｖの内の１種または２種以上：０．
０１〜２．０％、 （ｂ）Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃｕの内の１種または２種以上：
０．０１〜２．０％、 （ｃ）Ａｌ：０．０１〜２．０％およびＲ：０．００１
〜０．０５％の内の少なくとも１種、 前記（ａ）〜（ｃ）の内の少なくとも１種を含有し、残
部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成、並びに体積
％でフェライト相：２０〜８０％、炭窒化物相：０．３
〜７％、残部：オーステナイト相からなる３相組織を有
する耐熱ステンレス鋼からなるディーゼルエンジン用副
燃焼室口金に特徴を有するものである。
たものであって、重量％で、Ｃｒ：１５〜２７％、Ｎ
ｉ：１〜８％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｓｉ：０．１
〜２．０％、Ｎｂ：０．３〜２．５％、Ｗ：０．１〜
２．５％、Ｚｒ：０．００２〜０．１％、Ｂ：０．００
２〜０．１％、Ｃ：０．０６〜０．２％、Ｎ：０．０１
〜０．１５％を含有し、さらに、必要に応じて、 （ａ）Ｔａ、Ｔｉ、Ｖの内の１種または２種以上：０．
０１〜２．０％、 （ｂ）Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃｕの内の１種または２種以上：
０．０１〜２．０％、 （ｃ）Ａｌ：０．０１〜２．０％およびＲ：０．００１
〜０．０５％の内の少なくとも１種、 前記（ａ）〜（ｃ）の内の少なくとも１種を含有し、残
部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成、並びに体積
％でフェライト相：２０〜８０％、炭窒化物相：０．３
〜７％、残部：オーステナイト相からなる３相組織を有
する耐熱ステンレス鋼からなるディーゼルエンジン用副
燃焼室口金に特徴を有するものである。
【０００６】以下に、この発明の耐熱ステンレス鋼製デ
ィーゼルエンジン用副燃焼室口金の合金組成および組織
を前記のごとく限定した理由について詳述する。 Ａ、成分組成 Ｃｒ：Ｃｒ成分には、オーステナイト相およびフェライ
ト相に固溶して耐熱ステンレス鋼からなるディーゼルエ
ンジン用副燃焼室口金の高温耐酸化性を著しく向上させ
る作用があるが、その含有量が１５％未満ではその効果
は少なく、一方、２７％を越えて含有すると有害相であ
るσ相が析出して脆化し、靱性が急激に低下するので好
ましくない。したがって、この発明のディーゼルエンジ
ン用副燃焼室口金を作製するための耐熱ステンレス鋼に
含まれるＣｒ含有量は、１５〜２７％と定めた。Ｃｒ含
有量の一層好ましい範囲は１６〜２１．５％である。
ィーゼルエンジン用副燃焼室口金の合金組成および組織
を前記のごとく限定した理由について詳述する。 Ａ、成分組成 Ｃｒ：Ｃｒ成分には、オーステナイト相およびフェライ
ト相に固溶して耐熱ステンレス鋼からなるディーゼルエ
ンジン用副燃焼室口金の高温耐酸化性を著しく向上させ
る作用があるが、その含有量が１５％未満ではその効果
は少なく、一方、２７％を越えて含有すると有害相であ
るσ相が析出して脆化し、靱性が急激に低下するので好
ましくない。したがって、この発明のディーゼルエンジ
ン用副燃焼室口金を作製するための耐熱ステンレス鋼に
含まれるＣｒ含有量は、１５〜２７％と定めた。Ｃｒ含
有量の一層好ましい範囲は１６〜２１．５％である。
【０００７】Ｎｉ：Ｎｉ成分は、Ｃｒとの共存下で高温
耐酸化性および靱性を向上させる作用があるが、その含
有量が１．０％未満ではその効果が不十分であり、一
方、８％を越えて含有すると、耐熱疲労特性を確保する
ことが困難となるので好ましくない。したがって、この
発明のディーゼルエンジン用副燃焼室口金を作製するた
めの耐熱ステンレス鋼に含まれるＮｉ含有量は１．０〜
８％と定めた。Ｎｉ含有量の一層好ましい範囲は、２〜
７％である。
耐酸化性および靱性を向上させる作用があるが、その含
有量が１．０％未満ではその効果が不十分であり、一
方、８％を越えて含有すると、耐熱疲労特性を確保する
ことが困難となるので好ましくない。したがって、この
発明のディーゼルエンジン用副燃焼室口金を作製するた
めの耐熱ステンレス鋼に含まれるＮｉ含有量は１．０〜
８％と定めた。Ｎｉ含有量の一層好ましい範囲は、２〜
７％である。
【０００８】Ｍｎ：Ｍｎは、溶解時の脱酸に効果がある
成分であるが、その含有量が０．１％未満では所望の効
果が得られず、一方、２．０％よりも多量に添加し過ぎ
ると耐酸化性を阻害する。従って、この発明のディーゼ
ルエンジン用副燃焼室口金を構成する耐熱ステンレス鋼
に含まれるＭｎ含有量は０．１〜２．０％に定めた。Ｍ
ｎ含有量の一層好ましい範囲は、０．３〜１．５％であ
る。
成分であるが、その含有量が０．１％未満では所望の効
果が得られず、一方、２．０％よりも多量に添加し過ぎ
ると耐酸化性を阻害する。従って、この発明のディーゼ
ルエンジン用副燃焼室口金を構成する耐熱ステンレス鋼
に含まれるＭｎ含有量は０．１〜２．０％に定めた。Ｍ
ｎ含有量の一層好ましい範囲は、０．３〜１．５％であ
る。
【０００９】Ｓｉ：Ｓｉは、溶解時の脱酸作用を有する
と共に鋳造性を上昇させる作用があるが、その含有量が
０．１％未満では不十分であり、一方、２．０％を越え
て添加し過ぎると有害相の析出による耐酸化性を阻害す
る。したがって、この発明のディーゼルエンジン用副燃
焼室口金を構成する耐熱ステンレス鋼に含まれるＳｉ含
有量は、０．１〜２．０％に定めた。Ｓｉ含有量の一層
好ましい範囲は、０．３〜１．５％である。
と共に鋳造性を上昇させる作用があるが、その含有量が
０．１％未満では不十分であり、一方、２．０％を越え
て添加し過ぎると有害相の析出による耐酸化性を阻害す
る。したがって、この発明のディーゼルエンジン用副燃
焼室口金を構成する耐熱ステンレス鋼に含まれるＳｉ含
有量は、０．１〜２．０％に定めた。Ｓｉ含有量の一層
好ましい範囲は、０．３〜１．５％である。
【００１０】Ｎｂ：Ｎｂは、主にＭ（ＣＮ）型の炭窒化
物を形成し、さらに素地に固溶して高温強度および耐熱
疲労特性を増加する作用があるが、その量は０．３％未
満ではその効果が不十分であり、一方、２．５％を越え
て多量に添加し過ぎると炭窒化物形成と素地への固溶を
越えた量は有害相の析出につながり、靱性を阻害するた
めに好ましくない。したがって、この発明のディーゼル
エンジン用副燃焼室口金を構成する耐熱ステンレス鋼に
含まれるＮｂ含有量は０．３〜２．５％と定めた。Ｎｂ
含有量の一層好ましい範囲は、１．１〜２．０％であ
る。
物を形成し、さらに素地に固溶して高温強度および耐熱
疲労特性を増加する作用があるが、その量は０．３％未
満ではその効果が不十分であり、一方、２．５％を越え
て多量に添加し過ぎると炭窒化物形成と素地への固溶を
越えた量は有害相の析出につながり、靱性を阻害するた
めに好ましくない。したがって、この発明のディーゼル
エンジン用副燃焼室口金を構成する耐熱ステンレス鋼に
含まれるＮｂ含有量は０．３〜２．５％と定めた。Ｎｂ
含有量の一層好ましい範囲は、１．１〜２．０％であ
る。
【００１１】Ｗ：Ｗは、素地に固溶して高温強度、耐熱
疲労特性および耐高温変形特性を増加するとともにσ相
の析出を抑制する作用があるが、その含有量が０．１％
未満では所望の効果が得られず、一方、２．５％を越え
て含有させると靱性および延性を著しく劣化させるので
好ましくない。したがって、この発明のディーゼルエン
ジン用副燃焼室口金を構成する耐熱ステンレス鋼に含ま
れるＷ含有量を０．１〜２．５％に定めた。
疲労特性および耐高温変形特性を増加するとともにσ相
の析出を抑制する作用があるが、その含有量が０．１％
未満では所望の効果が得られず、一方、２．５％を越え
て含有させると靱性および延性を著しく劣化させるので
好ましくない。したがって、この発明のディーゼルエン
ジン用副燃焼室口金を構成する耐熱ステンレス鋼に含ま
れるＷ含有量を０．１〜２．５％に定めた。
【００１２】Ｚｒ：Ｚｒは、粒界を強化すると共に炭窒
化物を微細化して高温強度、耐熱疲労特性および耐高温
変形特性を向上させる作用があるが、その含有量が０．
００２％未満では所望の効果が得られず、一方、０．１
％を越えて含有させると有害相が析出し、靱性および延
性を著しく劣化させるので好ましくない。したがって、
この発明のディーゼルエンジン用副燃焼室口金を構成す
る耐熱ステンレス鋼に含まれるＺｒ含有量を０．００２
〜０．１％に定めた。
化物を微細化して高温強度、耐熱疲労特性および耐高温
変形特性を向上させる作用があるが、その含有量が０．
００２％未満では所望の効果が得られず、一方、０．１
％を越えて含有させると有害相が析出し、靱性および延
性を著しく劣化させるので好ましくない。したがって、
この発明のディーゼルエンジン用副燃焼室口金を構成す
る耐熱ステンレス鋼に含まれるＺｒ含有量を０．００２
〜０．１％に定めた。
【００１３】Ｂ：Ｂは、結晶粒界を強化し、高温強度を
向上させると共に、炭化物を微細化して靱性を向上させ
る作用があるが、その含有量が０．００２％未満では所
望も効果が得られず、一方、０．１％を越えて含有させ
ると有害相が析出し、靱性および高温強度が低下するの
で好ましくない。従って、この発明のヂーゼルエンジン
用副燃焼室口金を構成する耐熱ステンレス鋼に含まれる
Ｂ含有量を０．００２〜０．１％に定めた。
向上させると共に、炭化物を微細化して靱性を向上させ
る作用があるが、その含有量が０．００２％未満では所
望も効果が得られず、一方、０．１％を越えて含有させ
ると有害相が析出し、靱性および高温強度が低下するの
で好ましくない。従って、この発明のヂーゼルエンジン
用副燃焼室口金を構成する耐熱ステンレス鋼に含まれる
Ｂ含有量を０．００２〜０．１％に定めた。
【００１４】Ｃ：Ｃは、Ｎｂとともに炭窒化物を形成し
て高温強度、高温耐酸化性および耐熱疲労特性を向上さ
せる作用があるが、その含有量が０．０６％未満添加し
ても所望の効果が得られず、一方、０．２％をを越えて
添加し過ぎると炭窒化物が過剰となり、靱性が低下する
ので好ましくない。したがって、この発明のディーゼル
エンジン用副燃焼室口金を構成する耐熱ステンレス鋼に
含まれるＣは０．０６〜０．２％に定めた。Ｃ含有量の
一層好ましい範囲は０．０７〜０．１６％である。
て高温強度、高温耐酸化性および耐熱疲労特性を向上さ
せる作用があるが、その含有量が０．０６％未満添加し
ても所望の効果が得られず、一方、０．２％をを越えて
添加し過ぎると炭窒化物が過剰となり、靱性が低下する
ので好ましくない。したがって、この発明のディーゼル
エンジン用副燃焼室口金を構成する耐熱ステンレス鋼に
含まれるＣは０．０６〜０．２％に定めた。Ｃ含有量の
一層好ましい範囲は０．０７〜０．１６％である。
【００１５】Ｎ Ｎは、Ｃ共存下において主にＮｂと炭窒化物を形成する
とともに、素地（主にオーステナイト相）に固溶して高
温強度、耐熱疲労特性および耐高温変形特性を向上させ
る作用があるが、その含有量が０．０１％未満では所望
の効果が得られず、一方、０．１５％よりも多量に添加
し過ぎると炭窒化物析出が過剰となって靱性を阻害す
る。従って、この発明のディーゼルエンジン用副燃焼室
口金を構成する耐熱ステンレス鋼に含まれるＮ含有量
は、０．０１〜０．１５％に定めた。
とともに、素地（主にオーステナイト相）に固溶して高
温強度、耐熱疲労特性および耐高温変形特性を向上させ
る作用があるが、その含有量が０．０１％未満では所望
の効果が得られず、一方、０．１５％よりも多量に添加
し過ぎると炭窒化物析出が過剰となって靱性を阻害す
る。従って、この発明のディーゼルエンジン用副燃焼室
口金を構成する耐熱ステンレス鋼に含まれるＮ含有量
は、０．０１〜０．１５％に定めた。
【００１６】Ｔａ，Ｔｉ，Ｖ：これら成分は、炭窒化物
を形成するとともに、素地に固溶して高温強度、耐熱疲
労特性および耐高温変形特性を向上させる作用があるの
で必要に応じて添加されるが、その含有量が０．０１％
未満では所望の効果が得られず、一方、２．０％よりも
多量に添加し過ぎると炭窒化物形成と素地への固溶を越
えた量は有害相の析出につながり、靱性を阻害するため
に好ましくない。従って、この発明のディーゼルエンジ
ン用副燃焼室口金を構成する耐熱ステンレス鋼に含まれ
るＴａ，Ｔｉ，Ｖの内の１種または２種以上の含有量
は、０．０１〜２．０％に定めた。Ｔａ，Ｔｉ，Ｖの内
の１種または２種以上の含有量の一層好ましい範囲は
０．０４〜１．５％である。
を形成するとともに、素地に固溶して高温強度、耐熱疲
労特性および耐高温変形特性を向上させる作用があるの
で必要に応じて添加されるが、その含有量が０．０１％
未満では所望の効果が得られず、一方、２．０％よりも
多量に添加し過ぎると炭窒化物形成と素地への固溶を越
えた量は有害相の析出につながり、靱性を阻害するため
に好ましくない。従って、この発明のディーゼルエンジ
ン用副燃焼室口金を構成する耐熱ステンレス鋼に含まれ
るＴａ，Ｔｉ，Ｖの内の１種または２種以上の含有量
は、０．０１〜２．０％に定めた。Ｔａ，Ｔｉ，Ｖの内
の１種または２種以上の含有量の一層好ましい範囲は
０．０４〜１．５％である。
【００１７】Ｍｏ，Ｃｏ，Ｃｕ：これら成分は、オース
テナイト相およびフェライト相にに固溶して高温強度、
耐熱疲労特性および耐高温変形特性を向上させる作用が
あるので必要に応じて添加されるが、その含有量が０．
０１％未満では所望の効果が得られず、一方、２．０％
よりも多量に添加し過ぎると有害相の析出により靱性を
阻害するので好ましくない。従って、この発明のディー
ゼルエンジン用副燃焼室口金を構成する耐熱ステンレス
鋼に含まれるＭｏ，Ｃｏ，Ｃｕの内の１種または２種以
上の含有量は、０．０１〜２．０％に定めた。Ｍｏ，Ｃ
ｏ，Ｃｕの内の１種または２種以上の含有量の一層好ま
しい範囲は０．０４〜１．５％である。
テナイト相およびフェライト相にに固溶して高温強度、
耐熱疲労特性および耐高温変形特性を向上させる作用が
あるので必要に応じて添加されるが、その含有量が０．
０１％未満では所望の効果が得られず、一方、２．０％
よりも多量に添加し過ぎると有害相の析出により靱性を
阻害するので好ましくない。従って、この発明のディー
ゼルエンジン用副燃焼室口金を構成する耐熱ステンレス
鋼に含まれるＭｏ，Ｃｏ，Ｃｕの内の１種または２種以
上の含有量は、０．０１〜２．０％に定めた。Ｍｏ，Ｃ
ｏ，Ｃｕの内の１種または２種以上の含有量の一層好ま
しい範囲は０．０４〜１．５％である。
【００１８】Ａｌ，Ｒ：これら成分は、酸化膜の密着性
を向上させ、高温耐酸化性を向上させる作用があるので
必要に応じて添加されるが、その含有量がＡｌ：０．０
１％未満、Ｒ：０．００１％未満では所望の効果が得ら
れず、一方、Ａｌ：２．０％を越え、Ｒ：０．０５％を
越えて添加すると靱性および延性を阻害するので好まし
くない。従って、この発明のディーゼルエンジン用副燃
焼室口金を構成する耐熱ステンレス鋼に含まれるＡｌ，
Ｒの内の少なくとも１種は、それぞれＡｌ：０．０１〜
２．０％（一層好ましくは、０．０４〜１．５％）、
Ｒ：０．００１〜０．０５％（一層好ましくは、０．０
０４〜０．０３％）に定めた。
を向上させ、高温耐酸化性を向上させる作用があるので
必要に応じて添加されるが、その含有量がＡｌ：０．０
１％未満、Ｒ：０．００１％未満では所望の効果が得ら
れず、一方、Ａｌ：２．０％を越え、Ｒ：０．０５％を
越えて添加すると靱性および延性を阻害するので好まし
くない。従って、この発明のディーゼルエンジン用副燃
焼室口金を構成する耐熱ステンレス鋼に含まれるＡｌ，
Ｒの内の少なくとも１種は、それぞれＡｌ：０．０１〜
２．０％（一層好ましくは、０．０４〜１．５％）、
Ｒ：０．００１〜０．０５％（一層好ましくは、０．０
０４〜０．０３％）に定めた。
【００１９】Ｂ、組織 フェライト相：フェライト相は、熱膨脹係数が小さく耐
熱疲労特性に優れる相であるが、フェライト相が体積％
で２０％未満存在するようではオーステナイト相が多く
なって熱膨脹係数が大きくなり耐熱疲労特性が低くなり
過ぎるので好ましくなく、一方、素地中にフェライト相
が８０％を越えて存在すると高温強度が低下するので好
ましくない。したがって、素地中に存在するフェライト
相は体積％で２０〜８０％に定めた。
熱疲労特性に優れる相であるが、フェライト相が体積％
で２０％未満存在するようではオーステナイト相が多く
なって熱膨脹係数が大きくなり耐熱疲労特性が低くなり
過ぎるので好ましくなく、一方、素地中にフェライト相
が８０％を越えて存在すると高温強度が低下するので好
ましくない。したがって、素地中に存在するフェライト
相は体積％で２０〜８０％に定めた。
【００２０】炭窒化物相：炭窒化物相が体積％で０．３
％未満存在するようでは高温強度および耐熱疲労特性が
低くなるので好ましくなく、一方、７％を越えて存在す
ると延性および靱性が低下するので好ましくない。した
がって、オーステナイト相素地およびフェライト相中に
均一分散して存在する炭窒化物相は体積％で０．３〜７
％に定めた。
％未満存在するようでは高温強度および耐熱疲労特性が
低くなるので好ましくなく、一方、７％を越えて存在す
ると延性および靱性が低下するので好ましくない。した
がって、オーステナイト相素地およびフェライト相中に
均一分散して存在する炭窒化物相は体積％で０．３〜７
％に定めた。
【００２１】
【発明の実施の形態】表１〜表５に示される成分組成を
有する耐熱ステンレス鋼を大気溶解し、得られた溶湯を
ロストワックス精密鋳造法にて鋳型に鋳込み、上端部外
径：３５ｍｍ、上端部内径：３０ｍｍ、高さ：２５ｍｍ
の寸法を有する図１の１で示される形状のディーゼルエ
ンジン用副燃焼室口金および平行部直径：６ｍｍ、平行
部長さ：３０ｍｍの寸法を有する試験片を作製し、これ
ら口金および引張り試験片を表６〜表１０に示される条
件で熱処理し、表１〜表５に示される成分組成および表
６〜表１０に示される組織を有する本発明ディーゼルエ
ンジン用副燃焼室口金（以下、本発明口金という）１〜
４２、比較ディーゼルエンジン用副燃焼室口金（以下、
比較口金という）１〜８および従来ディーゼルエンジン
用副燃焼室口金（以下、従来口金という）１〜２、並び
に前記本発明口金１〜４２、比較口金１〜８および従来
口金１〜２と同じ成分組成並びに組織を有する試験片を
作製した。
有する耐熱ステンレス鋼を大気溶解し、得られた溶湯を
ロストワックス精密鋳造法にて鋳型に鋳込み、上端部外
径：３５ｍｍ、上端部内径：３０ｍｍ、高さ：２５ｍｍ
の寸法を有する図１の１で示される形状のディーゼルエ
ンジン用副燃焼室口金および平行部直径：６ｍｍ、平行
部長さ：３０ｍｍの寸法を有する試験片を作製し、これ
ら口金および引張り試験片を表６〜表１０に示される条
件で熱処理し、表１〜表５に示される成分組成および表
６〜表１０に示される組織を有する本発明ディーゼルエ
ンジン用副燃焼室口金（以下、本発明口金という）１〜
４２、比較ディーゼルエンジン用副燃焼室口金（以下、
比較口金という）１〜８および従来ディーゼルエンジン
用副燃焼室口金（以下、従来口金という）１〜２、並び
に前記本発明口金１〜４２、比較口金１〜８および従来
口金１〜２と同じ成分組成並びに組織を有する試験片を
作製した。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】
【表４】
【００２６】
【表５】
【００２７】
【表６】
【００２８】
【表７】
【００２９】
【表８】
【００３０】
【表９】
【００３１】
【表１０】
【００３２】これら本発明口金１〜４２、比較口金１〜
８および従来口金１〜２並びに試験片を用い、下記のエ
ンジンテストを行って耐熱疲労特性および耐高温変形特
性を評価し、さらに９００℃で高温引張り試験を行って
高温強度を測定し、それらの試験結果を表１１〜表１５
に示した。
８および従来口金１〜２並びに試験片を用い、下記のエ
ンジンテストを行って耐熱疲労特性および耐高温変形特
性を評価し、さらに９００℃で高温引張り試験を行って
高温強度を測定し、それらの試験結果を表１１〜表１５
に示した。
【００３３】エンジンテスト本発明口金１〜４２、比較
口金１〜８および従来口金１〜２をそれぞれ排気量：２
５００ｃｃのディーゼルエンジンに組み込み、エンジン
を回転数：４０００ｒｐｍで３分間運転した後、４分間
停止を１サイクルとし、これを５０００サイクル行う実
機試験を行い、試験後に口金を取り出し、口金の底面噴
口部における最大割れ長さおよび最大変形量を測定して
耐熱疲労特性を耐熱疲労特性を評価した。
口金１〜８および従来口金１〜２をそれぞれ排気量：２
５００ｃｃのディーゼルエンジンに組み込み、エンジン
を回転数：４０００ｒｐｍで３分間運転した後、４分間
停止を１サイクルとし、これを５０００サイクル行う実
機試験を行い、試験後に口金を取り出し、口金の底面噴
口部における最大割れ長さおよび最大変形量を測定して
耐熱疲労特性を耐熱疲労特性を評価した。
【００３４】
【表１１】
【００３５】
【表１２】
【００３６】
【表１３】
【００３７】
【表１４】
【００３８】
【表１５】
【００３９】
【発明の効果】表１〜表１５に示される結果から、本発
明口金１〜４２は、従来口金１〜２と比べて、高温強
度、耐熱疲労特性および耐高温変形特性が優れているこ
とがわかる。しかし、この発明の条件から外れている成
分組成を有する比較口金（この発明の条件から外れてい
る成分組成に＊印を付して示す）１〜８は、高温強度、
耐熱疲労特性および耐高温変形特性のうちのいずれかの
特性が低下することが分かる。
明口金１〜４２は、従来口金１〜２と比べて、高温強
度、耐熱疲労特性および耐高温変形特性が優れているこ
とがわかる。しかし、この発明の条件から外れている成
分組成を有する比較口金（この発明の条件から外れてい
る成分組成に＊印を付して示す）１〜８は、高温強度、
耐熱疲労特性および耐高温変形特性のうちのいずれかの
特性が低下することが分かる。
【００４０】上述のように、この発明の耐熱ステンレス
鋼製ディーゼルエンジン用副燃焼室口金は、高温強度だ
けでなく、耐熱疲労特性および耐高温変形特性がともに
優れており、ディーゼルエンジンの性能向上に大いに貢
献し得るものである。
鋼製ディーゼルエンジン用副燃焼室口金は、高温強度だ
けでなく、耐熱疲労特性および耐高温変形特性がともに
優れており、ディーゼルエンジンの性能向上に大いに貢
献し得るものである。
【図１】ディーゼルエンジンの副燃焼室に口金を取り付
けた状態を示す断面説明図である。
けた状態を示す断面説明図である。
１ 口金 ２ インジェクションノズル ３ グロープラグ ４ シリンダーブロック ５ ピストン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 脇田 三郎 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテ リアル株式会社 総合研究所内 (72)発明者 浅野 謙一 京都府京都市右京区太秦巽町１番地 三 菱自動車工業株式会社内 (72)発明者 河本 進 京都府京都市右京区太秦巽町１番地 三 菱自動車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−228952（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−125491（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−228542（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−117251（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−62111（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−97720（ＪＰ，Ａ) 特許2756190（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 38/00 302 C22C 38/54 F02B 19/08 F02B 19/16
Claims (8)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃｒ：１５〜２７％、 Ｎｉ：１〜８％、 Ｍｎ：０．１〜２．０％、 Ｓｉ：０．１〜２．０％、 Ｎｂ：０．３〜２．５％、 Ｗ：０．１〜２．５％、 Ｚｒ：０．００２〜０．１％、 Ｂ：０．００２〜０．１％、 Ｃ：０．０６〜０．２％、 Ｎ：０．０１〜０．１５％、 を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組
成、並びに体積％でフェライト相：２０〜８０％、炭窒
化物相：０．３〜７％、残部：オーステナイト相からな
る３相組織を有する耐熱ステンレス鋼で構成されている
ことを特徴とするディーゼルエンジン用副燃焼室口金。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｃｒ：１５〜２７％、 Ｎｉ：１〜８％、 Ｍｎ：０．１〜２．０％、 Ｓｉ：０．１〜２．０％、 Ｎｂ：０．３〜２．５％、 Ｗ：０．１〜２．５％、 Ｚｒ：０．００２〜０．１％、 Ｂ：０．００２〜０．１％、 Ｃ：０．０６〜０．２％、 Ｎ：０．０１〜０．１５％、 を含有し、さらに、 Ｔａ、Ｔｉ、Ｖの内の１種または２種以上：０．０１〜
２．０％、を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物か
らなる組成、並びに体積％でフェライト相：２０〜８０
％、炭窒化物相：０．３〜７％、残部：オーステナイト
相からなる３相組織を有する耐熱ステンレス鋼からなる
ことを特徴とするディーゼルエンジン用副燃焼室口金。 - 【請求項３】 重量％で、 Ｃｒ：１５〜２７％、 Ｎｉ：１〜８％、 Ｍｎ：０．１〜２．０％、 Ｓｉ：０．１〜２．０％、 Ｎｂ：０．３〜２．５％、 Ｗ：０．１〜２．５％、 Ｚｒ：０．００２〜０．１％、 Ｂ：０．００２〜０．１％、 Ｃ：０．０６〜０．２％、 Ｎ：０．０１〜０．１５％、 を含有し、さらに、 Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃｕの内の１種または２種以上：０．０１
〜２．０％、を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物
からなる組成、並びに体積％でフェライト相：２０〜８
０％、炭窒化物相：０．３〜７％、残部：オーステナイ
ト相からなる３相組織を有する耐熱ステンレス鋼からな
ることを特徴とするディーゼルエンジン用副燃焼室口
金。 - 【請求項４】 重量％で、 Ｃｒ：１５〜２７％、 Ｎｉ：１〜８％、 Ｍｎ：０．１〜２．０％、 Ｓｉ：０．１〜２．０％、 Ｎｂ：０．３〜２．５％、 Ｗ：０．１〜２．５％、 Ｚｒ：０．００２〜０．１％、 Ｂ：０．００２〜０．１％、 Ｃ：０．０６〜０．２％、 Ｎ：０．０１〜０．１５％、 を含有し、さらに、 Ａｌ：０．０１〜２．０％およびＹを含む希土類元素
（以下、Ｒと記す。）：０．００１〜０．０５％の内の
少なくとも１種、を含有し、残部がＦｅおよび不可避不
純物からなる組成、並びに体積％でフェライト相：２０
〜８０％、炭窒化物相：０．３〜７％、残部：オーステ
ナイト相からなる３相組織を有する耐熱ステンレス鋼か
らなることを特徴とするディーゼルエンジン用副燃焼室
口金。 - 【請求項５】 重量％で、 Ｃｒ：１５〜２７％、 Ｎｉ：１〜８％、 Ｍｎ：０．１〜２．０％、 Ｓｉ：０．１〜２．０％、 Ｎｂ：０．３〜２．５％、 Ｗ：０．１〜２．５％、 Ｚｒ：０．００２〜０．１％、 Ｂ：０．００２〜０．１％、 Ｃ：０．０６〜０．２％、 Ｎ：０．０１〜０．１５％、 を含有し、さらに、 Ｔａ、Ｔｉ、Ｖの内の１種または２種以上：０．０１〜
２．０％、を含有し、さらに、 Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃｕの内の１種または２種以上：０．０１
〜２．０％、を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物
からなる組成、並びに体積％でフェライト相：２０〜８
０％、炭窒化物相：０．３〜７％、残部：オーステナイ
ト相からなる３相組織を有する耐熱ステンレス鋼からな
ることを特徴とするディーゼルエンジン用副燃焼室口
金。 - 【請求項６】 重量％で、 Ｃｒ：１５〜２７％、 Ｎｉ：１〜８％、 Ｍｎ：０．１〜２．０％、 Ｓｉ：０．１〜２．０％、 Ｎｂ：０．３〜２．５％、 Ｗ：０．１〜２．５％、 Ｚｒ：０．００２〜０．１％、 Ｂ：０．００２〜０．１％、 Ｃ：０．０６〜０．２％、 Ｎ：０．０１〜０．１５％、 を含有し、さらに、 Ｔａ、Ｔｉ、Ｖの内の１種または２種以上：０．０１〜
２．０％、を含有し、さらに、 Ａｌ：０．０１〜２．０％およびＲ：０．００１〜０．
０５％の内の少なくとも１種、を含有し、残部がＦｅお
よび不可避不純物からなる組成、並びに体積％でフェラ
イト相：２０〜８０％、炭窒化物相：０．３〜７％、残
部：オーステナイト相からなる３相組織を有する耐熱ス
テンレス鋼からなることを特徴とするディーゼルエンジ
ン用副燃焼室口金。 - 【請求項７】 重量％で、 Ｃｒ：１５〜２７％、 Ｎｉ：１〜８％、 Ｍｎ：０．１〜２．０％、 Ｓｉ：０．１〜２．０％、 Ｎｂ：０．３〜２．５％、 Ｗ：０．１〜２．５％、 Ｚｒ：０．００２〜０．１％、 Ｂ：０．００２〜０．１％、 Ｃ：０．０６〜０．２％、 Ｎ：０．０１〜０．１５％、 を含有し、さらに、 Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃｕの内の１種または２種以上：０．０１
〜２．０％、を含有し、さらに、 Ａｌ：０．０１〜２．０％およびＲ：０．００１〜０．
０５％の内の少なくとも１種、を含有し、残部がＦｅお
よび不可避不純物からなる組成、並びに体積％でフェラ
イト相：２０〜８０％、炭窒化物相：０．３〜７％、残
部：オーステナイト相からなる３相組織を有する耐熱ス
テンレス鋼からなることを特徴とするディーゼルエンジ
ン用副燃焼室口金。 - 【請求項８】 重量％で、 Ｃｒ：１５〜２７％、 Ｎｉ：１〜８％、 Ｍｎ：０．１〜２．０％、 Ｓｉ：０．１〜２．０％、 Ｎｂ：０．３〜２．５％、 Ｗ：０．１〜２．５％、 Ｚｒ：０．００２〜０．１％、 Ｂ：０．００２〜０．１％、 Ｃ：０．０６〜０．２％、 Ｎ：０．０１〜０．１５％、 を含有し、さらに、 Ｔａ、Ｔｉ、Ｖの内の１種または２種以上：０．０１〜
２．０％、を含有し、さらに、 Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃｕの内の１種または２種以上：０．０１
〜２．０％、を含有し、さらに、 Ａｌ：０．０１〜２．０％およびＲ：０．００１〜０．
０５％の内の少なくとも１種、を含有し、残部がＦｅお
よび不可避不純物からなる組成、並びに体積％でフェラ
イト相：２０〜８０％、炭窒化物相：０．３〜７％、残
部：オーステナイト相からなる３相組織を有する耐熱ス
テンレス鋼からなることを特徴とするディーゼルエンジ
ン用副燃焼室口金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8037306A JP2910659B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | ディーゼルエンジン用副燃焼室口金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8037306A JP2910659B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | ディーゼルエンジン用副燃焼室口金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09209092A JPH09209092A (ja) | 1997-08-12 |
| JP2910659B2 true JP2910659B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=12494022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8037306A Expired - Fee Related JP2910659B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | ディーゼルエンジン用副燃焼室口金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2910659B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9534281B2 (en) | 2014-07-31 | 2017-01-03 | Honeywell International Inc. | Turbocharger turbine housings formed from the stainless steel alloys, and methods for manufacturing the same |
| US9896752B2 (en) | 2014-07-31 | 2018-02-20 | Honeywell International Inc. | Stainless steel alloys, turbocharger turbine housings formed from the stainless steel alloys, and methods for manufacturing the same |
| US10316694B2 (en) | 2014-07-31 | 2019-06-11 | Garrett Transportation I Inc. | Stainless steel alloys, turbocharger turbine housings formed from the stainless steel alloys, and methods for manufacturing the same |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8518234B2 (en) * | 2003-09-03 | 2013-08-27 | Ati Properties, Inc. | Oxidation resistant ferritic stainless steels |
| EP2562285B1 (en) * | 2004-01-29 | 2017-05-03 | JFE Steel Corporation | Austenitic-ferritic stainless steel |
| CN100406608C (zh) * | 2005-04-18 | 2008-07-30 | 张光华 | 超强型耐热钢 |
| CN110938781B (zh) * | 2019-10-30 | 2021-02-19 | 武汉科技大学 | 一种低成本高铝耐热钢及其制备方法 |
-
1996
- 1996-01-31 JP JP8037306A patent/JP2910659B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9534281B2 (en) | 2014-07-31 | 2017-01-03 | Honeywell International Inc. | Turbocharger turbine housings formed from the stainless steel alloys, and methods for manufacturing the same |
| US9896752B2 (en) | 2014-07-31 | 2018-02-20 | Honeywell International Inc. | Stainless steel alloys, turbocharger turbine housings formed from the stainless steel alloys, and methods for manufacturing the same |
| US10316694B2 (en) | 2014-07-31 | 2019-06-11 | Garrett Transportation I Inc. | Stainless steel alloys, turbocharger turbine housings formed from the stainless steel alloys, and methods for manufacturing the same |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09209092A (ja) | 1997-08-12 |
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