JPH03219045A - 析出硬化型フェライトーパーライト鋼 - Google Patents

析出硬化型フェライトーパーライト鋼

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JPH03219045A
JPH03219045A JP2152484A JP15248490A JPH03219045A JP H03219045 A JPH03219045 A JP H03219045A JP 2152484 A JP2152484 A JP 2152484A JP 15248490 A JP15248490 A JP 15248490A JP H03219045 A JPH03219045 A JP H03219045A
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    • F01L3/02Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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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〕 本発明は析出硬化フェライト−バーライ+−m(AFP
鋼)に関し、特に内燃機関のガス変換バルブ(gas 
change valve)用材として用いられる。
ガス弁(バルブ)は該内燃機関内のガス交換を制御し、
そのシリンダーを封鎖する該内燃機関内の吸気弁と排気
弁である。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕徐々に高
出力の方向にあるエンジンの開発はバルブの熱応力もそ
の割合で増大することになり、高燃焼ガスが周りを流れ
る排気弁は作動温度が約850°Cにも達する。それと
対照的に、吸気弁はキャブレターを通った燃料により冷
却され550°Cを超えた温度にはならない。
パルプ材は高耐熱性のみならず第1図で模式的に示した
ような用途の特性を必要とする。
これらの特性のために特定のパルプ材が開発されており
旧N17480(2)として標準化されている。
3つのグループの材料に区別される。
材料k1.471B 、 1.4731 、1.474
8のようなマルテンサイト−カーバイド鋼、 一材料Nα1.4873 、1.4875 、1.48
B2 、1.4875のような析出硬化可能なオーステ
ナイト−カーバイド鋼、及び 材料No、2.4955 、2.4952のようなオー
ステナイト−析出硬化可能な合金、 異なった負荷をかけたバルブを設計する場合、バルブ製
造者はパルプ材の種々の特性を考慮する。
例えば軽く負荷をかけた吸気弁は鋼1.4718(X4
5CrSi93)から単金属バルブ(モノバルブ)の形
でしばしば作られる。
硬化されそしてテンパーされたロッド(棒材)を例えば
部分的に加熱し、ペア(pear)形状に熱間成形する
。次にドロップ(drop)鍛造によって、次に硬化と
テンパーあるいは軽いテンパーで作られたバルブディス
クを仕上げ加工する。十分に応力をかけた排気バルブの
場合、バルブ製造者はパルプ材をしばしば適当に互いに
組合わす必要がある。第1図に示すようにバイメタルバ
ルブ、例えば析出硬化オーステナイト鋼の高耐熱及び高
耐食性は高耐磨耗性に組合わされ、硬化性マルテンサイ
ト鋼の良好な摺動性は綱1.487HX53 CrMr
NiN219)と綱1.4718(X45 Cr5i9
3)のバルブディスクの摩察溶接により接合される。
現在の技術水準では吸気バルブと軽く応力をかけられた
排気バルブに対して、またバイメタルの吸気、排気バル
ブのステムに対する半分以上のパルプ材の要求は鋼1.
4718 CX45又はその類似鋼に合う。これらの鋼
は第2図と第3図に示された主要製道順に従って鋼とバ
ルブ製造者によって加工される。
本発明の目的は鋼とバルブ製造者により製造順に従って
、いくつかの熱処理を行う必要がある以前用いられたマ
ルテンサイトカーバイト鋼を、出来る限り熱処理をせず
加工に高価でなく要求されたバルブ特性を達成する鋼に
代えることを目的とする 〔課題を解決するための手段〕 この問題を解決するために、本発明によれば下記成分(
重量%): 炭素 0.20−0.60% シリコン 0.20−0.95% マンガン 0.50−1.80% 窒素 0.004−0.04% バナジウム及び又はニオブ 0.05−0.20%残部
鉄及び付随不純物 を含有する析出硬化フェライト−パーライト鋼、が提供
される。
本発明では硫黄0.20%以下、クロム0.70%以下
、アルミニウム0.10%以下、チタン0.05%をそ
れぞれ個別にあるいは組合わせて更に含有してもよい。
また本発明では 炭素  0.35−0.50% シリコン   0.40−0.80% マンガン   1.00−1.60% クロム    0.05−0.50% アルミニウム 0.01−0.05% 窒素  0.008−0.03% バナジウム  0.05−0.12% 残部鉄及び付随不純物 を含有するのが好ましく、また硫黄0.05%以下、ニ
オブ0.05%以下、チタン0.025%以下をそれぞ
れ個別にあるいは組合せて更に含有するのが好ましい。
〔実施例〕
ワイヤに圧延した後及び大気中での熱間成形温度から冷
却でアプセットあるいは鍛造した後、(“BY con
dition”) A F P綱は鋼1.4718のも
のと匹敵する機械的、技術的値を有することがわかった
第1表は化学成分を示し、第2表と第4図は室温と高温
での強度特性を示す。第3表と第5図は比較材1.47
18(X45 Cr5i93)とAFPのクリープラブ
チャー強度を特徴づけ、BY conditionにお
いて、AFP鋼は従来の鋼1.4718に対し敏感な1
つを示す。
アプセットと型鍛造後、本発明に係るAFP鋼からバル
ブ製造者により作られた吸気バルブを空冷し、熱処理せ
ずにエンジン内でテストした。
得られた結果は以前用いられた鋼1.4718と比較し
て実用的であり適当である。
本発明に係る鋼はガスバルブ用として以前用いられた材
料より経済的で第6図、第7図で示された順で容易に製
造される利点を有する。
本発明の工程順と第2図、第3図に示された従来の主な
製造工程順と比較して、AFP鋼は公知バルブ鋼と対照
的に熱処理を必要としないことがわかる。
他の利点は公知バルブfi11.4718に比較しクラ
ックと脱炭に対して低敏感であり、しかも熱処理の省略
による脱炭がないことであり、鋼1.4718に必要と
される圧延前の100%皮削りがAFP鋼の場合部分的
皮削りでよい。更に又、棒鋼のセンターレスグラインダ
ーの加工量も、もしもAFP鋼からガスバルブの製造に
おいて、ground棒の代わりに引抜き棒が代わるな
らば、減少されまた完全に省略される。
クラックと脱炭に対する低敏感性に加えて、AFP鋼は
マルテンサイトカーバイドバルブ鋼に対し以下の利点も
有する。
・低合金化コスト ・改良された連続鋳造性 ・粗粒再結晶への低敏感性 ・改良された機械加工性 概して、これらの利点は内燃機関のガスバルブAFP*
の用途は鋼製造者とバルブ製造者に対して実質的コスト
の低減になることを意味する。
参考文献 1 ) V、 5chuler、 T、 Kreul、
 S、 Engineer:’5pecial Qua
lity Con5tructional Steel
sMotorcars 、 Thyssen Tech
nische Berichte2(1986)、 2
33−240頁 2 ) DIN 17480 : ’Valve Ma
terials”+ Beuth VerlagGmb
H,Berlin 30 (September 19
84)第1表:比較鋼: 1.471B(X45 Cr
5i93)及びAFP鋼化学成分(重量%)−溶解分析 鋼1.4718    AFP−鋼(本発明)A   
      B CO,440,43 Si     2.78       0.66Mn 
    O,321,38 P      O,0150,008 S      O,0030,027 Cr     8.93       0.15Mo 
    O,120,02 第1表(続き) 鋼1.4718 0220 0.03 0.02 0.027 0.06 0.04 0.018 <0.005 <0.003 <0.003 0.008 AFP−鋼(本発明) 0908 0.12 <0.01 0.047 <0.0004 0.008 0.10 0.016 <0.005 <0.003 0.012 0.010 第2表:比較鋼: 1.4718((X45 Cr5i
93)及びAFP鋼室温及び高温での強度特性 A=1.4718.17.5闇径;標準硬化及びテンパ
ー;B=AFP鋼; BY/drawn/ground
9.32mm径 °C 0 450 1,4718500 50 0 Bi2O 八FP  鋼  500 5O N/ff1I112N/lll112 959  1098 708   776 584   638 440   510 0.93 0.78 0.74 0.67 % 18.0 26.8 34.0 38.3 % 53.5 76.0 84.0 90.1 51 29 99 0.82 0.83 0.81 0.84 54.0 72.0 70.0 70.0 1  )  breakage  outside  
the  measuring  mark  ton
efti、jJA= 1.4718.17.5鵬径;標
準硬化及びテンパー;B=AFP鋼;BY/drawn
 /ground  D=stee19.32mm径 50 00 00 30 1.4718 50 10 450        410        310
B     500        260     
   150
【図面の簡単な説明】
第1図は摩擦溶接されたバイメタル排気弁の要求性能を
示す図(Aはステム端とその入口での高耐摩耗性、Bは
圧縮、引張及び曲げ応力下での高強度と高靭性、Cはス
テム(例えば鋼1.4718)、Dはバルブガイドでの
高摺動性、Eは摩擦溶接シーム、Fはバルブディスク(
例えば鋼1.4871)、Gは応力下で約800°C迄
高耐熱性と熱間排ガスによる腐食に対する耐熱衝撃性、
Hは高耐摩耗性、■は表面硬化(硬合金化)を要する)
であり、第2図はマルテンサイト−カーバイドバルブ鋼
(例X45 Cr5i93)や他のマルテンサイトバル
ブ鋼(従来例)の鋼製造者の主要製造順を示す図であり
、 第3図は第2図で示した鋼のバルブ製造者の主要製造順
を示す図であり、 第4図は室温と高温での強度特性を示す図であり、 第5図は比較材1.4718とAFP (本発明)のク
リープラブチャー強度を示す図であり、第6図と第7図
は内燃機関のガスバルブ用のAFP(本発明)のそれぞ
れ鋼製造者とバルブ製造者の主要製造順を示す図であ名
。 C・・・ステム、     F・・・バルブディスク伸
び 加% 減面 ↓n% RPo、2 ITl RPo、2 and Rm in N/ mm2338
− 手続補正書く方式) 平成2年 月17 日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、下記成分(重量%) 炭素:0.20−0.60% シリコン:0.20−0.95% マンガン:0.50−1.80% 窒素:0.004−0.04% バナジウム及び/又はニオブ:0.05−0.20%残
    部鉄及び付随不純物 を含有する析出硬化フェライト−パーライト鋼。 2、硫黄0.20%以下、クロム0.70%以下、アル
    ミニウム0.10%以下、チタン0.05%をそれぞれ
    個別にあるいは組合わせて更に含有する請求項1記載の
    鋼。 3、炭素:0.35−0.50% シリコン:0.40−0.80% マンガン:1.00−1.60% クロム:0.05−0.50% アルミニウム:0.01−0.05% 窒素:0.008−0.03% バナジウム:0.05−0.12% 残部鉄及び付随不純物 を含有する請求項1記載の鋼。 4、硫黄0.05%以下、ニオブ0.05%以下、チタ
    ン0.025%以下をそれぞれ個別にあるいは組合せて
    更に含有する請求項3記載の鋼。 5、内燃機関のガス弁の製造用材として用いられる請求
    項1ないし4のいずれか1項記載の鋼。
JP2152484A 1989-06-09 1990-06-11 析出硬化フェライト―パーライト鋼 Expired - Lifetime JP2820776B2 (ja)

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