JPH064901B2 - 高強度・高靱性鋳鉄の製造方法 - Google Patents
高強度・高靱性鋳鉄の製造方法Info
- Publication number
- JPH064901B2 JPH064901B2 JP59180326A JP18032684A JPH064901B2 JP H064901 B2 JPH064901 B2 JP H064901B2 JP 59180326 A JP59180326 A JP 59180326A JP 18032684 A JP18032684 A JP 18032684A JP H064901 B2 JPH064901 B2 JP H064901B2
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- JP
- Japan
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- cast iron
- cast
- high strength
- present
- heat treatment
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は高強度・高靱性鋳鉄、特にベイナイト基地を有
する可鍛鋳鉄の製造方法に関するものである。
する可鍛鋳鉄の製造方法に関するものである。
（技術的背景） 可鍛鋳鉄は、鋳鋼に比べ鋳造性が良く、球状黒鉛鋳鉄に
比べ材質的な信頼性が高い。しかしながら、可鍛鋳鉄の
製造時には高温で長時間の熱処理が不可欠で、製造コス
ト面から球状黒鉛鋳鉄や鋳鋼等によってその市場は減少
しつづけているのが現状である。したがって、熱処理時
間の短縮による生産性の向上さらに高強度・高靱性が遂
げられるならば、可鍛鋳鉄市場の回復、新市場の開拓も
可能である。
比べ材質的な信頼性が高い。しかしながら、可鍛鋳鉄の
製造時には高温で長時間の熱処理が不可欠で、製造コス
ト面から球状黒鉛鋳鉄や鋳鋼等によってその市場は減少
しつづけているのが現状である。したがって、熱処理時
間の短縮による生産性の向上さらに高強度・高靱性が遂
げられるならば、可鍛鋳鉄市場の回復、新市場の開拓も
可能である。
（発明の概要） 本発明は、上述した可鍛鋳鉄への要求に答えるためなさ
れたもので、ベイナイト基地を有する高強度・高靱性の
鋳鉄を提供することを目的とするものである。
れたもので、ベイナイト基地を有する高強度・高靱性の
鋳鉄を提供することを目的とするものである。
この目的を達成するための本発明の鋳鉄は、 重量％で Ｃ：2.0〜3.0% Ｓｉ：1.5〜3.0% Ｍｎ：0.3%以下 Ｐ：0.1%以下 の化学組成範囲の溶湯を、球状化処理合金あるいは処理
剤で処理して鋳放しで球状黒鉛が点在するモットル基地
を有する鋳鉄を得、しかる後該鋳鉄をオーステンパー処
理することにより、引張強さ100kg・f/mm2以上、伸び４
％以上かつヤング率18000kg・f/mm2以上の高弾性係数を
付与したことを特徴とする。
剤で処理して鋳放しで球状黒鉛が点在するモットル基地
を有する鋳鉄を得、しかる後該鋳鉄をオーステンパー処
理することにより、引張強さ100kg・f/mm2以上、伸び４
％以上かつヤング率18000kg・f/mm2以上の高弾性係数を
付与したことを特徴とする。
以下上記化学成分の限定理由について説明する。
Ｃ含有量は、黒心可鍛鋳鉄やパーライト可鍛鋳鉄の通常
の成分範囲とし、Ｓｉを1.5〜3.0%と高めにする。これ
は、Ｓｉによる黒鉛化及び鋳造性の改良につながり、か
つオーステンパー熱処理等のベイナイト化を促進出来る
からである。また、鋳放しで白銑組織となることが必要
条件である可鍛鋳鉄に比べ、本発明鋳鉄では、鋳放しで
球状黒鉛の存在するモットル組織の方が有利であること
がわかり、白銑化のためにＳｉを低くしたり、ＢやＢｉ
やＴｅ等の元素も添加する必要はない。また、高Ｓｉの
方がベイナイト基地鋳鉄の高靱化に寄与することも判っ
た。Ｓｉの上限を3%とするのは、これを越えても機械的
性質の向上は特に認められず経済的にも不利であるため
である。
の成分範囲とし、Ｓｉを1.5〜3.0%と高めにする。これ
は、Ｓｉによる黒鉛化及び鋳造性の改良につながり、か
つオーステンパー熱処理等のベイナイト化を促進出来る
からである。また、鋳放しで白銑組織となることが必要
条件である可鍛鋳鉄に比べ、本発明鋳鉄では、鋳放しで
球状黒鉛の存在するモットル組織の方が有利であること
がわかり、白銑化のためにＳｉを低くしたり、ＢやＢｉ
やＴｅ等の元素も添加する必要はない。また、高Ｓｉの
方がベイナイト基地鋳鉄の高靱化に寄与することも判っ
た。Ｓｉの上限を3%とするのは、これを越えても機械的
性質の向上は特に認められず経済的にも不利であるため
である。
一般に可鍛鋳鉄にあっては、Ｍｎ／Ｓ（Ｍｎ(%)＝1.7Ｓ
(%)+α）で、ＭｎとＳ量とを決定しているが、本発明に
係るものは、Ｍｇ，REM，Ｃａ等で球状化処理する際、
これらの元素の脱硫作用によって、Ｓ量は低下し、従っ
て、Ｓ量とのバランスのためにＭｎ含有量を高くする必
要はない。さらに高Ｍｎ含有溶湯は、セメンタイトがよ
り安定になるため、セメンタイトの分解に、高温で長時
間の熱処理が必要となり、経済的でない。また、Ｍｎ
は、セル境界に強く偏析する性質を有し、オーステンパ
ー処理後基地中に板状の硬化相を形成し、機械的性質を
著しく低下せしめる。以上の理由からＭｎの上限を0.3%
とした。
(%)+α）で、ＭｎとＳ量とを決定しているが、本発明に
係るものは、Ｍｇ，REM，Ｃａ等で球状化処理する際、
これらの元素の脱硫作用によって、Ｓ量は低下し、従っ
て、Ｓ量とのバランスのためにＭｎ含有量を高くする必
要はない。さらに高Ｍｎ含有溶湯は、セメンタイトがよ
り安定になるため、セメンタイトの分解に、高温で長時
間の熱処理が必要となり、経済的でない。また、Ｍｎ
は、セル境界に強く偏析する性質を有し、オーステンパ
ー処理後基地中に板状の硬化相を形成し、機械的性質を
著しく低下せしめる。以上の理由からＭｎの上限を0.3%
とした。
Ｐは、通常の可鍛鋳鉄製造時に含有される範囲として、
0.1%を上限とした。多量のＰ含有によって発生するステ
ダイトは耐摩耗性には寄与するが、靱性および高強度は
得られない。
0.1%を上限とした。多量のＰ含有によって発生するステ
ダイトは耐摩耗性には寄与するが、靱性および高強度は
得られない。
次に、本発明鋳鉄の製造について説明する。
最終化学成分範囲を、上に示した様に調整した溶湯（溶
解炉は、キュポラ，電気炉，エルー炉等）を、先ず球状
黒鉛鋳造製造時の球状化処理と同様な方法でＭｇ又はRE
M又はＣａ等の元素を１つあるいは２つ以上含有する合
金あるいは処理剤で処理し、砂型に鋳込む。この様な黒
鉛球状化元素によって処理することにより、鋳放しで球
状黒鉛が存在するとともに、黒鉛化熱処理時間が短縮さ
れ、かつオーステンパー処理においてもベイナイト化し
やすいことが認められた。黒鉛球状化処理を施されない
ものは、本発明品と同様の熱処理によっても基地組織
は、ベイナイト化していない。
解炉は、キュポラ，電気炉，エルー炉等）を、先ず球状
黒鉛鋳造製造時の球状化処理と同様な方法でＭｇ又はRE
M又はＣａ等の元素を１つあるいは２つ以上含有する合
金あるいは処理剤で処理し、砂型に鋳込む。この様な黒
鉛球状化元素によって処理することにより、鋳放しで球
状黒鉛が存在するとともに、黒鉛化熱処理時間が短縮さ
れ、かつオーステンパー処理においてもベイナイト化し
やすいことが認められた。黒鉛球状化処理を施されない
ものは、本発明品と同様の熱処理によっても基地組織
は、ベイナイト化していない。
可鍛鋳鉄の熱処理は、通常900〜930℃で約20〜30時間保
持後、炉冷や球状パーライト化処理などさらに長時間行
うが、本発明品では900〜930℃で２〜８時間／inchの保
持を行ない、続いて250〜450℃の塩浴に焼入れし、その
温度で１時間／inchの保持を行ったのち、空冷するオー
ステンパー処理で、今迄にない高強度と高靱性、例え
ば、引張強さ100kg・f/mm2以上で伸び４％以上、さら
に、オーステンナーした球状黒鉛鋳鉄では得られない例
えばヤング率18000kg・f/mm2以上の高い弾性係数をも
つ、安価なベイナイト基地を有する鋳鉄が得られる。以
下に実施例を示す。
持後、炉冷や球状パーライト化処理などさらに長時間行
うが、本発明品では900〜930℃で２〜８時間／inchの保
持を行ない、続いて250〜450℃の塩浴に焼入れし、その
温度で１時間／inchの保持を行ったのち、空冷するオー
ステンパー処理で、今迄にない高強度と高靱性、例え
ば、引張強さ100kg・f/mm2以上で伸び４％以上、さら
に、オーステンナーした球状黒鉛鋳鉄では得られない例
えばヤング率18000kg・f/mm2以上の高い弾性係数をも
つ、安価なベイナイト基地を有する鋳鉄が得られる。以
下に実施例を示す。
（実施例１） 500Kg容量の高周波電気炉を用い、Ｃ：2.7%、Ｓｉ：1.1
%（最終値1.6%)，Ｍｎ：0.25%，Ｐ：0.014%，Ｓ：0.03
%，Ｃｒ：0.018%の溶湯をつくり、１つはそのままノッ
クオフタイプの丸棒（25φ×250m/m)に鋳込み、もう１
つは、Ｆｅ−Ｓｉ−5%Ｍｇ合金を1.2%添加して球状化処
理したのち同形の丸棒に鋳込んだ。
%（最終値1.6%)，Ｍｎ：0.25%，Ｐ：0.014%，Ｓ：0.03
%，Ｃｒ：0.018%の溶湯をつくり、１つはそのままノッ
クオフタイプの丸棒（25φ×250m/m)に鋳込み、もう１
つは、Ｆｅ−Ｓｉ−5%Ｍｇ合金を1.2%添加して球状化処
理したのち同形の丸棒に鋳込んだ。
双方の試験片を930℃で４時間保持後、250℃，300℃，3
50℃の温度に保たれた塩浴に焼入れし１時間保持のオー
ステンパー処理を実施した。これらの試験片の機械的性
質を表−１に示し、顕微鏡組織を第１図および第２図に
示した。表−１に示されているように、球状化処理しな
いものは、球状化処理した本発明のものに比べ機械的性
質において劣っている。また、第１図に示されている様
に黒鉛球状化処理しないものは、黒鉛形状も悪く、かつ
基地組織もベイナイト化されていないのに対し、第２図
の本発明品は球状黒鉛が認められ、ベイナイト化されて
いることがわかる。
50℃の温度に保たれた塩浴に焼入れし１時間保持のオー
ステンパー処理を実施した。これらの試験片の機械的性
質を表−１に示し、顕微鏡組織を第１図および第２図に
示した。表−１に示されているように、球状化処理しな
いものは、球状化処理した本発明のものに比べ機械的性
質において劣っている。また、第１図に示されている様
に黒鉛球状化処理しないものは、黒鉛形状も悪く、かつ
基地組織もベイナイト化されていないのに対し、第２図
の本発明品は球状黒鉛が認められ、ベイナイト化されて
いることがわかる。
（実施例２） キュポラ溶湯でＣ：2.3%，Ｓｉ：2.0%（最終で2.7%)，
Ｍｎ：0.3%，Ｐ：0.05%，Ｓ：0.06%の溶湯をＦｅ−Ｓｉ
−Ｍｇ−Ｃａ−REM合金（Ｓｉ：43.8%，Ｍｇ：4.2%，Ｃ
ａ：1.1%，REM：2.2%，Ｆｅ：bal）を1.9%使用のサンド
ウィッチ法で黒鉛球状化処理したのち、ノックオフタイ
プの丸棒に鋳込んだ。熱処理は、930℃で２時間保持後3
00℃，350℃，400℃に保たれた塩浴中に焼入れし、１時
間保持するオーステンパー処理を実施した。これらの試
験片の機械的性質を表−２に、第３図に400℃でオース
テンパー処理したものの顕微鏡組織を示した。第３図よ
り、基地は、短時間の熱処理にもかかわらずセメンタイ
トが分解し、均一なベイナイト組織となっている。
Ｍｎ：0.3%，Ｐ：0.05%，Ｓ：0.06%の溶湯をＦｅ−Ｓｉ
−Ｍｇ−Ｃａ−REM合金（Ｓｉ：43.8%，Ｍｇ：4.2%，Ｃ
ａ：1.1%，REM：2.2%，Ｆｅ：bal）を1.9%使用のサンド
ウィッチ法で黒鉛球状化処理したのち、ノックオフタイ
プの丸棒に鋳込んだ。熱処理は、930℃で２時間保持後3
00℃，350℃，400℃に保たれた塩浴中に焼入れし、１時
間保持するオーステンパー処理を実施した。これらの試
験片の機械的性質を表−２に、第３図に400℃でオース
テンパー処理したものの顕微鏡組織を示した。第３図よ
り、基地は、短時間の熱処理にもかかわらずセメンタイ
トが分解し、均一なベイナイト組織となっている。
（発明の効果） 以上説明した如く本発明の製造方法によって得られた鋳
鉄は、機械的性質に優れかつ熱処理時間が短かくて、生
産性も極めて良好であることから、その工業的価値は非
常に高い。
鉄は、機械的性質に優れかつ熱処理時間が短かくて、生
産性も極めて良好であることから、その工業的価値は非
常に高い。
第１図および第２図は実施例１による比較例と本発明の
鋳鉄試験片の金属組織の顕微鏡写真、第３図は本発明の
代表的な鋳鉄試験片の金属組織の顕微鏡写真である。
鋳鉄試験片の金属組織の顕微鏡写真、第３図は本発明の
代表的な鋳鉄試験片の金属組織の顕微鏡写真である。
Claims (1)
- 【請求項１】重量％で Ｃ：2.0〜3.0％ Ｓｉ：1.5〜3.0％ Ｍｎ：0.3％以下 Ｐ：0.1％以下 の化学組成範囲の溶湯を、球状化処理合金あるいは処理
剤で処理して鋳放しで球状黒鉛が点在するモットル基地
を有する鋳鉄を得、しかる後該鋳鉄をオーステンパー処
理することにより、引張強さ100kg・f/mm2以上、伸び４
％以上かつヤング率18000kg・f/mm2以上の高弾性係数を
付与したことを特徴とする高強度・高靱性鋳鉄の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59180326A JPH064901B2 (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | 高強度・高靱性鋳鉄の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59180326A JPH064901B2 (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | 高強度・高靱性鋳鉄の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6160854A JPS6160854A (ja) | 1986-03-28 |
| JPH064901B2 true JPH064901B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=16081254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59180326A Expired - Lifetime JPH064901B2 (ja) | 1984-08-31 | 1984-08-31 | 高強度・高靱性鋳鉄の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH064901B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1036284C (zh) * | 1995-01-25 | 1997-10-29 | 清华大学 | 贝氏体球墨铸铁球磨机衬板 |
| CN104313452B (zh) * | 2014-09-26 | 2016-06-29 | 北京工业大学 | 一种含碳化物奥贝耐磨球铁及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5536244A (en) * | 1978-09-08 | 1980-03-13 | Inoue Japax Res Inc | Agent for removing attached material from magnetized article such as magnet |
| JPS5867844A (ja) * | 1981-10-16 | 1983-04-22 | Mazda Motor Corp | 靭性に優れた球状黒鉛鋳鉄およびその製造方法 |
-
1984
- 1984-08-31 JP JP59180326A patent/JPH064901B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6160854A (ja) | 1986-03-28 |
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