JP3196502B2 - 高温耐食性のすぐれたフェライト系耐熱鋳鋼 - Google Patents
高温耐食性のすぐれたフェライト系耐熱鋳鋼Info
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- JP3196502B2 JP3196502B2 JP12195694A JP12195694A JP3196502B2 JP 3196502 B2 JP3196502 B2 JP 3196502B2 JP 12195694 A JP12195694 A JP 12195694A JP 12195694 A JP12195694 A JP 12195694A JP 3196502 B2 JP3196502 B2 JP 3196502B2
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高温耐食性のすぐれ
たフェライト系耐熱鋳鋼に関するものである。
たフェライト系耐熱鋳鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばディーゼルエンジンの副燃
焼室の燃焼ガス出口側に位置する口金部材などの内燃機
関の構造部材の製造に、これが高温の燃焼ガスにさらさ
れることから、高温耐酸化性のすぐれた各種のフェライ
ト系耐熱鋳鋼、例えば特開平５−３３１０５号公報、特
開平５−５９４９８号公報、および特開平５−１７１３
６５号公報に記載されるフェライト系耐熱鋳鋼が用いら
れている。
焼室の燃焼ガス出口側に位置する口金部材などの内燃機
関の構造部材の製造に、これが高温の燃焼ガスにさらさ
れることから、高温耐酸化性のすぐれた各種のフェライ
ト系耐熱鋳鋼、例えば特開平５−３３１０５号公報、特
開平５−５９４９８号公報、および特開平５−１７１３
６５号公報に記載されるフェライト系耐熱鋳鋼が用いら
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の内燃機関
の高性能化および高出力化はめざましく、これに伴な
い、これの構造部材の使用環境は一段と苛酷さを増す状
況にあるが、上記の従来フェライト系耐熱鋳鋼は、すぐ
れた高温耐酸化性をもつものの、高温耐食性が不十分で
あるために、上記の苛酷な使用環境下では腐食の進行が
促進し、満足に対応することができない。
の高性能化および高出力化はめざましく、これに伴な
い、これの構造部材の使用環境は一段と苛酷さを増す状
況にあるが、上記の従来フェライト系耐熱鋳鋼は、すぐ
れた高温耐酸化性をもつものの、高温耐食性が不十分で
あるために、上記の苛酷な使用環境下では腐食の進行が
促進し、満足に対応することができない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、フェライト系耐熱鋳鋼に着目
し、研究を行なった結果、重量％で［以下、％は重量％
（質量％）を示す］、 Ｃ：０．１〜０．２％、 Ｓｉ：０．１〜２％、 Ｍｎ：０．１〜２％、 Ｃｒ：１６〜１９．９％、 Ｍｏ：１．１〜２．４％、 Ｎｂ：０．３〜２．５％、 Ｔａ：０．０１〜２．２％、 Ｃｕおよび／またはＡｌ：０．１〜５％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有
するフェライト系耐熱鋳鋼は、すぐれた高温耐食性を有
し、かつ高温耐酸化性および高温強度にもすぐれている
という研究結果を得たのである。
上述のような観点から、フェライト系耐熱鋳鋼に着目
し、研究を行なった結果、重量％で［以下、％は重量％
（質量％）を示す］、 Ｃ：０．１〜０．２％、 Ｓｉ：０．１〜２％、 Ｍｎ：０．１〜２％、 Ｃｒ：１６〜１９．９％、 Ｍｏ：１．１〜２．４％、 Ｎｂ：０．３〜２．５％、 Ｔａ：０．０１〜２．２％、 Ｃｕおよび／またはＡｌ：０．１〜５％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有
するフェライト系耐熱鋳鋼は、すぐれた高温耐食性を有
し、かつ高温耐酸化性および高温強度にもすぐれている
という研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、以下にフェライト系耐熱鋳鋼の
成分組成を上記の通りに限定した理由を説明する。 （ａ） Ｃ Ｃ成分には、鋳造性を向上させると共に、炭化物を形成
して高温強度を向上させる作用があるが、その含有量が
０．１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方その含有量が０．２％を越えると炭化物の形成が過剰
となって靭性が低下するようになることから、その含有
量を０．１〜０．２％と定めた。
なされたものであって、以下にフェライト系耐熱鋳鋼の
成分組成を上記の通りに限定した理由を説明する。 （ａ） Ｃ Ｃ成分には、鋳造性を向上させると共に、炭化物を形成
して高温強度を向上させる作用があるが、その含有量が
０．１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方その含有量が０．２％を越えると炭化物の形成が過剰
となって靭性が低下するようになることから、その含有
量を０．１〜０．２％と定めた。
【０００６】（ｂ） Ｓｉ Ｓｉ成分には、溶湯に対して強力な脱酸作用を発揮する
と共に、鋳造性を向上させる作用があるが、その含有量
が０．１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方その含有量が２％を越えると高温耐酸化性が低下す
るようになることから、その含有量を０．１〜２％と定
めた。なお、望ましくは０．４〜１．０％の含有がよ
い。
と共に、鋳造性を向上させる作用があるが、その含有量
が０．１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方その含有量が２％を越えると高温耐酸化性が低下す
るようになることから、その含有量を０．１〜２％と定
めた。なお、望ましくは０．４〜１．０％の含有がよ
い。
【０００７】（ｃ） Ｍｎ Ｍｎ成分には、Ｓｉと同じく脱酸作用を発揮し、かつ鋳
造性を向上させる作用があるが、その含有量が０．１％
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含
有量が２％を越えると、高温耐酸化性が低下するように
なることから、その含有量を０．１〜２％と定めた。な
お、望ましくは０．３〜０．９％の含有がよい。
造性を向上させる作用があるが、その含有量が０．１％
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含
有量が２％を越えると、高温耐酸化性が低下するように
なることから、その含有量を０．１〜２％と定めた。な
お、望ましくは０．３〜０．９％の含有がよい。
【０００８】（ｄ） Ｃｒ Ｃｒ成分には、高温耐酸化性を向上させる作用がある
が、その含有量が１６％未満では所望のすぐれた高温耐
酸化性を確保することができず、一方その含有量が１
９．９％を越えると急激に脆化するようになることか
ら、その含有量を１６〜１９．９％と定めた。
が、その含有量が１６％未満では所望のすぐれた高温耐
酸化性を確保することができず、一方その含有量が１
９．９％を越えると急激に脆化するようになることか
ら、その含有量を１６〜１９．９％と定めた。
【０００９】（ｅ） Ｍｏ Ｍｏ成分には、ＣｕおよびＡｌとの共存下で、ともに素
地に固溶して高温耐食性を向上させると共に、炭化物を
形成して高温強度を向上させる作用があるが、その含有
量が１．１％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方その含有量が２．４％を越えると靭性が低下す
るようになることから、その含有量を１．１〜２．４％
と定めた。なお、望ましくは１．６〜２．２％の含有が
よい。
地に固溶して高温耐食性を向上させると共に、炭化物を
形成して高温強度を向上させる作用があるが、その含有
量が１．１％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方その含有量が２．４％を越えると靭性が低下す
るようになることから、その含有量を１．１〜２．４％
と定めた。なお、望ましくは１．６〜２．２％の含有が
よい。
【００１０】（ｆ） Ｎｂ Ｎｂ成分には、素地に固溶すると共に、炭化物を形成し
て高温強度を向上させる作用があるが、その含有量が
０．３％未満では所望の高温強度向上効果が得られず、
一方その含有量が２．５％を越えると靭性が急激に低下
するようになることから、その含有量を０．３〜２．５
％と定めた。なお、望ましくは１．２〜１．９％の含有
がよい。
て高温強度を向上させる作用があるが、その含有量が
０．３％未満では所望の高温強度向上効果が得られず、
一方その含有量が２．５％を越えると靭性が急激に低下
するようになることから、その含有量を０．３〜２．５
％と定めた。なお、望ましくは１．２〜１．９％の含有
がよい。
【００１１】（ｇ） Ｔａ Ｔａ成分には、上記のＮｂと共に素地に固溶し、かつ炭
化物を形成して高温強度を向上させる作用があるが、そ
の含有量が０．０１％未満では所望の高温強度向上効果
が得られず、一方その含有量が２．２％を越えると靭性
が低下するようになることから、その含有量を０．０１
〜２．２％と定めた。なお、望ましくは０．２〜１％の
含有がよい。
化物を形成して高温強度を向上させる作用があるが、そ
の含有量が０．０１％未満では所望の高温強度向上効果
が得られず、一方その含有量が２．２％を越えると靭性
が低下するようになることから、その含有量を０．０１
〜２．２％と定めた。なお、望ましくは０．２〜１％の
含有がよい。
【００１２】（ｈ） ＣｕおよびＡｌ これらの成分には、素地に固溶して高温耐食性を向上さ
せる作用があるが、その含有量が０．１％未満では高温
耐食性に所望の向上効果が得られず、その含有量が５％
を越えると靭性が急激に低下するようになることから、
その含有量を０．１〜５％と定めた。なお、望ましくは
０．７〜２．５％の含有がよい。
せる作用があるが、その含有量が０．１％未満では高温
耐食性に所望の向上効果が得られず、その含有量が５％
を越えると靭性が急激に低下するようになることから、
その含有量を０．１〜５％と定めた。なお、望ましくは
０．７〜２．５％の含有がよい。
【００１３】
【実施例】つぎに、この発明のフェライト系耐熱鋳鋼を
実施例により具体的に説明する。通常の高周波誘導溶解
炉を用い、大気中にてそれぞれ表１〜３に示される成分
組成をもった本発明フェライト系耐熱鋳鋼（以下、単に
本発明鋳鋼という）１〜１８および比較フェライト系耐
熱鋳鋼（以下、同様に比較鋳鋼という）１〜８を溶製
し、これをロストワックス精密鋳造鋳型を用い、直径：
１４mm×長さ：２００mmの寸法をもった棒状鋳物に鋳造
した。
実施例により具体的に説明する。通常の高周波誘導溶解
炉を用い、大気中にてそれぞれ表１〜３に示される成分
組成をもった本発明フェライト系耐熱鋳鋼（以下、単に
本発明鋳鋼という）１〜１８および比較フェライト系耐
熱鋳鋼（以下、同様に比較鋳鋼という）１〜８を溶製
し、これをロストワックス精密鋳造鋳型を用い、直径：
１４mm×長さ：２００mmの寸法をもった棒状鋳物に鋳造
した。
【００１４】なお、比較鋳鋼１〜８は、いずれも構成成
分のうち高温耐食性、高温耐酸化性、および高温強度に
影響を及ぼす成分含有量（表３に※印を付す）がこの発
明の範囲から低い方に外れた組成をもつものである。
分のうち高温耐食性、高温耐酸化性、および高温強度に
影響を及ぼす成分含有量（表３に※印を付す）がこの発
明の範囲から低い方に外れた組成をもつものである。
【００１５】ついで、この棒状鋳物から、直径：１０mm
×長さ：１２０mmの寸法をもった試験片を削り出し、こ
の試験片を用い、高温耐食性を評価する目的で、前記試
験片を、１ｍ／sec の速度で流れる温度：８７０℃の軽
油燃焼ガス雰囲気中に１００時間保持する条件で高温腐
食試験を行ない、試験後、前記試験片の表面に付着する
スケールをワイヤーブラシで除去した後の重量減（腐食
減量）を測定した。
×長さ：１２０mmの寸法をもった試験片を削り出し、こ
の試験片を用い、高温耐食性を評価する目的で、前記試
験片を、１ｍ／sec の速度で流れる温度：８７０℃の軽
油燃焼ガス雰囲気中に１００時間保持する条件で高温腐
食試験を行ない、試験後、前記試験片の表面に付着する
スケールをワイヤーブラシで除去した後の重量減（腐食
減量）を測定した。
【００１６】また、上記棒状鋳物から、直径：１０mm×
長さ：２０mmの寸法をもった試験片を削り出し、この試
験片を用い、高温耐酸化性を評価する目的で、大気中、
温度：９００℃に１００時間保持の条件で高温酸化試験
を行ない、試験後、試験片の表面に付着するスケールを
ワイヤーブラシで除去した後の重量減（酸化減量）を測
定した。さらに、上記棒状鋳物から、直径：６mm×平行
部長さ：３２mmの寸法をもった試験片を削り出し、この
試験片を用いて、高温強度を評価する目的で、８３０℃
で引張試験を行ない引張強さを測定した。これらの測定
結果を表４に示した。
長さ：２０mmの寸法をもった試験片を削り出し、この試
験片を用い、高温耐酸化性を評価する目的で、大気中、
温度：９００℃に１００時間保持の条件で高温酸化試験
を行ない、試験後、試験片の表面に付着するスケールを
ワイヤーブラシで除去した後の重量減（酸化減量）を測
定した。さらに、上記棒状鋳物から、直径：６mm×平行
部長さ：３２mmの寸法をもった試験片を削り出し、この
試験片を用いて、高温強度を評価する目的で、８３０℃
で引張試験を行ない引張強さを測定した。これらの測定
結果を表４に示した。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】
【表４】
【００２１】
【発明の効果】表１〜４に示される結果から、本発明鋳
鋼１〜１８は、いずれもすぐれた高温耐食性を有し、か
つ高温耐酸化性および高温強度にもすぐれていることが
明らかであり、一方比較鋳鋼１〜８に見られるように、
構成成分であるＣ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｕ、お
よびＡｌのうちのいずれかの含有量がこの発明の範囲か
ら外れると前記の特性のうちのいずれかの特性が劣った
ものになることが明らかである。上述のように、この発
明のフェライト系耐熱鋳鋼は、すぐれた高温耐食性を有
し、かつすぐれた高温耐酸化性および高温強度を具備す
るので、これらの特性が要求される、例えば内燃機関の
構造部材として用いた場合、苛酷な条件下での実用に際
してもすぐれた性能を長期に亘って発揮するのである。
鋼１〜１８は、いずれもすぐれた高温耐食性を有し、か
つ高温耐酸化性および高温強度にもすぐれていることが
明らかであり、一方比較鋳鋼１〜８に見られるように、
構成成分であるＣ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｕ、お
よびＡｌのうちのいずれかの含有量がこの発明の範囲か
ら外れると前記の特性のうちのいずれかの特性が劣った
ものになることが明らかである。上述のように、この発
明のフェライト系耐熱鋳鋼は、すぐれた高温耐食性を有
し、かつすぐれた高温耐酸化性および高温強度を具備す
るので、これらの特性が要求される、例えば内燃機関の
構造部材として用いた場合、苛酷な条件下での実用に際
してもすぐれた性能を長期に亘って発揮するのである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−127320（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−72040（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−190449（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−274245（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−151548（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 302 C22C 38/26
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％（質量％）で、 Ｃ：０．１〜０．２％、 Ｓｉ：０．１〜２％、 Ｍｎ：０．１〜２％、 Ｃｒ：１６〜１９．９％、 Ｍｏ：１．１〜２．４％、 Ｎｂ：０．３〜２．５％、 Ｔａ：０．０１〜２．２％、 Ｃｕおよび／またはＡｌ：０．１〜５％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有
することを特徴とする高温耐食性のすぐれたフェライト
系耐熱鋳鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12195694A JP3196502B2 (ja) | 1994-05-11 | 1994-05-11 | 高温耐食性のすぐれたフェライト系耐熱鋳鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12195694A JP3196502B2 (ja) | 1994-05-11 | 1994-05-11 | 高温耐食性のすぐれたフェライト系耐熱鋳鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07310147A JPH07310147A (ja) | 1995-11-28 |
| JP3196502B2 true JP3196502B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=14824075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12195694A Expired - Fee Related JP3196502B2 (ja) | 1994-05-11 | 1994-05-11 | 高温耐食性のすぐれたフェライト系耐熱鋳鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3196502B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970043231A (ko) * | 1995-12-18 | 1997-07-26 | 윤종용 | 고온 내식성이 향상된 흑화가열로의 메쉬 벨트용 철 베이스 합금 및 그 합금의 제조방법 |
| JP5168713B2 (ja) * | 2006-02-23 | 2013-03-27 | 大同特殊鋼株式会社 | 薄肉鋳物部品及びその製造方法 |
| JP4915923B2 (ja) * | 2007-02-09 | 2012-04-11 | 日立金属株式会社 | 耐酸性に優れたフェライト系ステンレス鋳鋼および鋳造部材 |
-
1994
- 1994-05-11 JP JP12195694A patent/JP3196502B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07310147A (ja) | 1995-11-28 |
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|---|---|---|---|
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