JPH01152240A - 高靭性鋳鋼 - Google Patents

高靭性鋳鋼

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JPH01152240A
JPH01152240A JP31290587A JP31290587A JPH01152240A JP H01152240 A JPH01152240 A JP H01152240A JP 31290587 A JP31290587 A JP 31290587A JP 31290587 A JP31290587 A JP 31290587A JP H01152240 A JPH01152240 A JP H01152240A
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JP
Japan
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cast steel
toughness
graphite
spheroidal graphite
less
Prior art date
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Application number
JP31290587A
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English (en)
Inventor
Shinya Mizuno
慎也 水野
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高い靭性と被削性を備え球状黒鉛を析出させ
た鋳鉄材料に関する。
〔従来の技術〕
球状黒鉛鋳鉄は、鋳造性、被削性が良く、基地をベーナ
イト化することにより、靭性を向上させ、鍛造材に近い
強度を得ることができる。しかし、ベーナイト基地に球
状黒鉛鋳鉄の靭性は充分ではなく、鍛造部品に適用する
には、限界があった。
これに対し、球状黒鉛鋳鉄の黒鉛量を下げて靭性を向上
させた材料として、球状黒鉛鋼が知られている(たとえ
ば、「球状黒鉛鋳鉄の理論と実際」、丸善株式会社発行
、師岡保弘著の416頁〜を参照のこと)。
この球状黒鉛鋼には、フェライト、パーライト、ブルス
アイおよび球状パーライトを基地組織にした4種があり
、可鍛鋳鉄に比べると、弾性率、抗張力、疲労強度が高
く、また、鋳鋼に比べると、鋳造温度が低(、鋳造性が
良く、耐摩耗性が良好である等の特徴を有している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、これらの球状黒鉛鋼の靭性も、必ずしも
充分とは言えなかった。
したがって、本発明の目的は、球状黒鉛鋳鉄と同程度の
被削性を備えるとともに、球状黒鉛鋼より高い靭性を備
えた鋳鉄材料を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明は、ベーナイト組織を有する球状黒鉛鋳
鋼によって、高い被削性と靭性を備えた材料を提供する
ことを特徴とする。
具体的には、本発明の構成は次の通りである。
本発明は、1.0〜1.8れ%のC,1,0〜3れ%の
Si、1,0wt%以下のMn、0.1Wt%以下のP
lo、1Wt%以下のSおよび残余がFeの各成分から
なり、残留オーステナイトを含み球状化黒鉛が析出した
ベイナイト基地m織を有する高靭性鋳鋼である。そして
、析出する球状黒鉛は、その面積率が1〜5%、平均粒
径が60μm以下、球状化率が60%以上である。また
、ベイナイトは90〜50%、残留オーステナイトは1
0〜50%からなる。
なお、上述した各成分に対して、MOlNi、Cu、V
、Ca、Mgを必要に応して添加することにより、所望
の特性を得ることができる。すなわち、Mo、■を添加
することにより、焼入性向上が図れ、また、Ni、Cu
、Ca、Mgを添加することにより、靭性の向上が図れ
る。
〔作用〕
上述の本発明の高靭性鋳鋼によれば、基地組織のベーナ
イト化および炭素の含有量の低減を図ったものであるが
、各成分等の限定理由は、次の通りである。
c4は、1.0し%より少ないと必要な黒鉛が析出せず
、1.8wt%より多いと黒鉛形状が必要な球状化率と
ならないので、1.0〜1.8し%とじた。
SiNは、1.0し%より少ないと必要な黒鉛量が得ら
れず、3れ%より多いと脆化するため、1゜0〜3れ%
とした。
Mnは、1.O[%より多いと偏析が著しく脆化するた
め、1.04%以下とした。
Pは、0.1Wt%より多いと著しく脆化するため、0
.1Wt%以下とした。
Sは、0.1Wt%より多いと著しく脆化するため、0
.1Wt%以下とした。
また、析出する黒鉛の各種条件、ベーナイitおよび残
留オーステナイト量は、各種成分および熱処理等の条件
によって、次の範囲に設定することができる。
黒鉛の面積率は、1%より少ないと被削性が悪化し、5
%より多いと靭性が低下するため、1〜5%とした。
黒鉛の平均粒径は、60μmより大きいと黒鉛粒数が減
少し、被削性が悪化するため60μm以下とした。
黒鉛の球状化率は、60%より低いと強度、靭性が損な
われるため、60%以上とした。
ベーナイト量は、90%より多いと靭性が低下し、50
%より少ないと強度が低下するため、90〜50%とし
た。
材料オーステナイl−ff1は、10%より少ないと靭
性が低下し、50%より多いと強度が低下するため10
〜50%とした。
任意に添加されるMo、Ni、Cu、V、Ca。
Mgについては、次の理由から添加量が限定される。
Moは、焼入性向上のために添加されるが、0゜6wt
%より多いと鋳造性が悪化するため、0.6wt%以下
とした。
Niは、靭性向上のために添加されるが、1.0れ%よ
り多いと鋳造性が悪化するため、1.0wt%以下とし
た。
Cuは、靭性向上のために添加されるが、1.0れ%よ
り多いと鋳造性が悪化するため、1.0訂%以下とした
■は、靭性向上のために添加されるが、1.0wt%よ
り多いと鋳造性が悪化するため、1.0wt%以下とし
た。
Mgは、靭性向上のために添加されるが、0.2wt%
より多いと必要な黒鉛量が得られないため0゜2れ%と
じた。
Caは、靭性向上のために添加される。
〔実施例〕
次に、本発明にかかる高靭性鋳鋼の実施例を比較例と併
せて以下に説明する。
(第1実施例) 次の各成分を用いた。
1.7wt%のCと、1.5れ%のSiと、0.3Wt
%のMnと、0.008wt%のPと、0.007wt
%ののSと、0.1Wt%のMOと、0.2れ%のNi
と、0.009wt%のCaと、残余が実質的にFeか
らなる。この成分の鋳鋼材料を920℃で2時間のオー
ステンパ処理を施して、オーステナイト化した後、32
0℃で2時間加熱してベーナイト化を行った。その結果
、第1図に金属組織の顕微鏡写真(100倍)を示す鋳
鋼材料が得られた。この組織は、78%のベーナイトと
22%の残留オーステナイトを含んでおり、黒鉛の面積
率は3%、平均黒鉛粒径は40μm、そして、黒鉛球状
化率は78%であった。
(第2実施例) 次の各成分を用いた。
1.4wt%のCと、2.0すt%のSiと、0.5訂
%のMnと、0.005wt%のPと、0.009wt
%のSと、0.1Wt%のCuと、0.1訂%のVと、
0.011れ%のCaと、残余が実質的にFeからなる
この成分の鋳鋼材料を900℃で2時間のオーステナイ
ト化を施して、オーステナイト化した後、370℃で1
時間加熱してベーナイト化を行った。
その結果、第2図に金属組織の顕微鏡写真(100倍)
を示す鋳鋼材料が得られた。この組織は、70%のベー
ナイトと30%の残留オーステナイトを含んでおり、黒
鉛の面積率は2.3%、平均黒鉛粒径は34μm、そし
て、黒鉛球状化率は82%であった。
(第1比較例) 次の各成分を用いた。
3.6wt%のCと、2.2wt%のSiと、0.5れ
%のMnと、0.015wt%のPと、0.006wt
%のSと、残余が実質的にFeからなる。この成分の材
料に900℃で1時間のオーステンパ処理を施してオー
スナイト化した後、370℃で1時間加熱してベーナイ
ト化を行った。この組織は、68%のベーナイトと32
%の残留オーステナイトを含んでおり、黒鉛の面積率は
7%、平均黒鉛粒径は45μm、そして、黒鉛球状化率
は85%であった。
(第2比較例) 、J I S規格において345Cで規定されている鋼
を焼入れ、焼戻ししたものを用いた。
(第3比較例) 次の各成分を用いた。
1.2wt%のCと、1.3れ%のSiと、0.3Wt
%のMnと、0.006wt%のPと、0.006wt
%のSと、0.04れ%のMgと、0.5−t%のNi
と、残余が実質的にFeからなる球状黒鉛鋳鋼の例であ
る。
(試験例) 上述の第1および第2実施例ならびに第1ないし第3比
較例について、それらの靭性を評価した結果を次表に示
す。
なお、これらの試験はいずれも室温で行ったものである
。衝撃値に関しては、JIS規格の3号Uノツチ衝撃試
験片を用いた。
上表から明らかなように、第1実施例および第2実施例
引張強さおよび衝撃値とも高く、靭性に優れていること
が分る。そして、第1実施例および第2実施例が被削性
も良好であった。
第2比較例の靭性は比較的良好であったが、被削性(特
に切粉形状)が悪かった。
第3比較例は、衝撃値が低く、靭性が劣っていた。
以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含されるも
のである。
〔発明の効果〕
以上より、本発明の高靭性鋳鋼によれば、基地組織のベ
ーナイト化および炭素の含有率の低減を図ったため、球
状黒鉛鋳鉄と同程度の高い被削性が得られるとともに、
球状黒鉛鋼より高い靭性を備えた鋳鉄材料が得られる。
また、本発明の高靭性鋳鋼は、鍛鋼と代替えることによ
り鍛鋼の異方性を無くすことができ、低いコスト化を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の高靭性鋳鋼にかかる第1実施例の材
料の金属組織の顕微鏡写真、そして、第2図は、本発明
の高靭性鋳鋼にかかる第2実施例の材料の金属組織の顕
微鏡写真である。 出願人  トヨタ自動車株式会社 第1図 第2図 (×10Q、)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.0〜1.8Wt%のC、1.0〜3Wt%のSi、
    1.0Wt%以下のMn、0.1Wt%以下のP、0.
    1Wt%以下のSおよび残余がFeの各成分からなり、
    残留オーステナイトを含み球状化黒鉛が析出したベイナ
    イト基地組織を有する鋳鋼であって、 球状化黒鉛の面積率が1〜5%、平均粒径が60μm以
    下、球状化率が60%以上であり、ベイナイトが90〜
    50%、残留オーステナイトが10〜50%からなるこ
    とを特徴とする高靭性鋳鋼。
JP31290587A 1987-12-10 1987-12-10 高靭性鋳鋼 Pending JPH01152240A (ja)

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