JPH0673487A - 耐肌荒性および強靱性に優れた高合金鋳鉄材 - Google Patents
耐肌荒性および強靱性に優れた高合金鋳鉄材Info
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- JPH0673487A JPH0673487A JP22811492A JP22811492A JPH0673487A JP H0673487 A JPH0673487 A JP H0673487A JP 22811492 A JP22811492 A JP 22811492A JP 22811492 A JP22811492 A JP 22811492A JP H0673487 A JPH0673487 A JP H0673487A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】大物鋳造品の内部のように十分な冷却速度の得
られない場合においても黒鉛および炭化物を均一に微細
分散させ、耐肌荒性および強靭性を改善した高合金鋳鉄
材を提供するものである。 【構成】Ｂ（ボロン）入り成分の高合金鋳鉄に、微量の
ビスマスを添加することにより、例えば圧延用ロールの
ような大物鋳造品の内部において表面近傍と同様に、特
に黒鉛を均一に微細分散させた。これにより例えば圧延
用ロールでは、表面から内部まで耐肌荒性および強靭性
が改善された。
られない場合においても黒鉛および炭化物を均一に微細
分散させ、耐肌荒性および強靭性を改善した高合金鋳鉄
材を提供するものである。 【構成】Ｂ（ボロン）入り成分の高合金鋳鉄に、微量の
ビスマスを添加することにより、例えば圧延用ロールの
ような大物鋳造品の内部において表面近傍と同様に、特
に黒鉛を均一に微細分散させた。これにより例えば圧延
用ロールでは、表面から内部まで耐肌荒性および強靭性
が改善された。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は強靱性に優れ、特に耐肌
荒性を改善し、表面から内部まで黒鉛および炭化物を均
一に微細分散させた高合金鋳鉄材に関するものである。
荒性を改善し、表面から内部まで黒鉛および炭化物を均
一に微細分散させた高合金鋳鉄材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】耐肌荒性に優れた高合金鋳鉄材について
は、Ｂ（ボロン）を含有することにより黒鉛および炭化
物を均一微細分散させた材質が特開平３−２８１７５３
号公報に開示されている。しかしながら、特開平３−２
８１７５３号の化学成分では、黒鉛および炭化物の均一
微細分散組織が得られるのは鋳造品の表面近傍のみで、
凝固速度の遅い内部では接種効果が薄れて得られない。
は、Ｂ（ボロン）を含有することにより黒鉛および炭化
物を均一微細分散させた材質が特開平３−２８１７５３
号公報に開示されている。しかしながら、特開平３−２
８１７５３号の化学成分では、黒鉛および炭化物の均一
微細分散組織が得られるのは鋳造品の表面近傍のみで、
凝固速度の遅い内部では接種効果が薄れて得られない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】例えば、圧延用のロー
ルに特開平３−２８１７５３号の化学成分を適用した場
合、該ロールの使用当初に表面近傍が製品と接触してい
る間は問題ないが、ロールの摩耗がすすむにつれて初め
は内部であった部分が圧延材と接触するようになると、
黒鉛および炭化物が均一微細分散組織となっていないた
めロール表面に凹凸の肌荒れが生じやすいという問題点
がある。本発明の目的は、圧延用ロールのような大物鋳
造品において、表面近傍のみならず凝固速度の遅い内部
においても黒鉛および炭化物を均一に微細分散させ、耐
肌荒性を改善した高合金鋳鉄材を提供するものである。
ルに特開平３−２８１７５３号の化学成分を適用した場
合、該ロールの使用当初に表面近傍が製品と接触してい
る間は問題ないが、ロールの摩耗がすすむにつれて初め
は内部であった部分が圧延材と接触するようになると、
黒鉛および炭化物が均一微細分散組織となっていないた
めロール表面に凹凸の肌荒れが生じやすいという問題点
がある。本発明の目的は、圧延用ロールのような大物鋳
造品において、表面近傍のみならず凝固速度の遅い内部
においても黒鉛および炭化物を均一に微細分散させ、耐
肌荒性を改善した高合金鋳鉄材を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はＢおよびＢｉを
添加することにより、鋳造品の表面から内部まで黒鉛お
よび炭化物の均一微細分散を図ったもので、化学成分が
重量比でＣ：３.０〜４.０％，Ｓｉ：０.３〜１.５％，
Ｍｎ：０.４〜１.５％，Ｐ：０.１％以下，Ｓ：０.０５
％以下，Ｎｉ：３.０〜５.０％，Ｃｒ：１.２〜２.５
％，Ｍｏ：０.１〜２.０％，Ｂ：０.０１〜０.２０％，
Ｂｉ：０.００１〜０.０５％残部不純物および実質的に
Ｆｅからなることを特徴とする耐肌荒性に優れた高合金
鋳鉄材である。
添加することにより、鋳造品の表面から内部まで黒鉛お
よび炭化物の均一微細分散を図ったもので、化学成分が
重量比でＣ：３.０〜４.０％，Ｓｉ：０.３〜１.５％，
Ｍｎ：０.４〜１.５％，Ｐ：０.１％以下，Ｓ：０.０５
％以下，Ｎｉ：３.０〜５.０％，Ｃｒ：１.２〜２.５
％，Ｍｏ：０.１〜２.０％，Ｂ：０.０１〜０.２０％，
Ｂｉ：０.００１〜０.０５％残部不純物および実質的に
Ｆｅからなることを特徴とする耐肌荒性に優れた高合金
鋳鉄材である。
【０００５】
【作用】上記組成にすることにより、鋳造品の表面から
内部まで、黒鉛および炭化物を均一に微細分散させ耐肌
荒性を改善したものである。以下化学成分を上記範囲に
限定した理由を述べる。
内部まで、黒鉛および炭化物を均一に微細分散させ耐肌
荒性を改善したものである。以下化学成分を上記範囲に
限定した理由を述べる。
【０００６】Ｃ：３.０〜４.０％の限定について、Ｃは
Ｃｒ炭化物生成元素であり、かつ、後述のＳｉ，Ｎｉの
黒鉛化生成元素により微細黒鉛を晶出する。よってクロ
ム炭化物と黒鉛が共存し、耐摩耗性の劣化が少ない３.
０〜４.０％とした。 Ｓｉ：０.３〜１.５％の限定について、Ｓｉは黒鉛晶出
に不可欠な元素であり、黒鉛晶出のための必要量および
耐摩耗性を劣化させない０.３〜１.５％の範囲とした。
Ｃｒ炭化物生成元素であり、かつ、後述のＳｉ，Ｎｉの
黒鉛化生成元素により微細黒鉛を晶出する。よってクロ
ム炭化物と黒鉛が共存し、耐摩耗性の劣化が少ない３.
０〜４.０％とした。 Ｓｉ：０.３〜１.５％の限定について、Ｓｉは黒鉛晶出
に不可欠な元素であり、黒鉛晶出のための必要量および
耐摩耗性を劣化させない０.３〜１.５％の範囲とした。
【０００７】Ｍｎ：０.４〜１.５％の限定について、Ｍ
ｎは機械的性質（特に靭性）の劣化を生じない０.４〜
１.５％の範囲とした。 Ｐ：０.１％以下の限定について、Ｐは材質を脆くする
という点から０.１％以下とした。 Ｓ：０.０５％以下の限定について、Ｓは材質を脆くす
るという点から０.０５％以下とした。
ｎは機械的性質（特に靭性）の劣化を生じない０.４〜
１.５％の範囲とした。 Ｐ：０.１％以下の限定について、Ｐは材質を脆くする
という点から０.１％以下とした。 Ｓ：０.０５％以下の限定について、Ｓは材質を脆くす
るという点から０.０５％以下とした。
【０００８】Ｎｉ：３.０〜５.０％の限定について、Ｎ
ｉはニハード鋳鉄で明らかなように基地組織の強靱性改
善元素でありかつ黒鉛化促進元素である。よって基地組
織改善および黒鉛化促進効果の得られる、３.０〜５.０
％の範囲とした。一般にニハード鋳鉄においてＮｉが５
％以上の場合、鋳造段階で約８０％の残留オーステナイ
トが存在し、その後の熱処理によっても低減できない。
ｉはニハード鋳鉄で明らかなように基地組織の強靱性改
善元素でありかつ黒鉛化促進元素である。よって基地組
織改善および黒鉛化促進効果の得られる、３.０〜５.０
％の範囲とした。一般にニハード鋳鉄においてＮｉが５
％以上の場合、鋳造段階で約８０％の残留オーステナイ
トが存在し、その後の熱処理によっても低減できない。
【０００９】Ｃｒ：１.２〜２.５％の限定について、Ｃ
ｒはＣと結合して硬いＣｒ炭化物を形成するが、耐摩耗
性、耐肌荒性を劣化させない１.２〜２.５％の範囲とし
た。Ｍｏ：０.１〜２.０％の限定について、Ｍｏは、焼
入れ、焼戻し抵抗を維持し炭化物中に入り炭化物硬度を
高める０.１〜２.０％の範囲とした。
ｒはＣと結合して硬いＣｒ炭化物を形成するが、耐摩耗
性、耐肌荒性を劣化させない１.２〜２.５％の範囲とし
た。Ｍｏ：０.１〜２.０％の限定について、Ｍｏは、焼
入れ、焼戻し抵抗を維持し炭化物中に入り炭化物硬度を
高める０.１〜２.０％の範囲とした。
【００１０】Ｂ：０.０１〜０.２０％の限定について、
Ｂは、一般的には白銑化促進元素として一般鋳鉄材には
あまり好ましい元素ではない。しかしながら、０.０１
％以上のＢを添加すると、Ｂの共晶セル増加効果によ
り、白銑化等の悪影響がなく、かつ黒鉛を均一微細分散
できる。しかしながらＢを０.２％以上添加すると、均
一微細分散効果より、むしろ優先的にＢ含有炭化物を生
成させ黒鉛量を減少させかつ鋳鉄の脆化をもたらす。し
たがって０.０１〜０.２０％の範囲とした。
Ｂは、一般的には白銑化促進元素として一般鋳鉄材には
あまり好ましい元素ではない。しかしながら、０.０１
％以上のＢを添加すると、Ｂの共晶セル増加効果によ
り、白銑化等の悪影響がなく、かつ黒鉛を均一微細分散
できる。しかしながらＢを０.２％以上添加すると、均
一微細分散効果より、むしろ優先的にＢ含有炭化物を生
成させ黒鉛量を減少させかつ鋳鉄の脆化をもたらす。し
たがって０.０１〜０.２０％の範囲とした。
【００１１】Ｂｉ：０.００１〜０.０５％の限定につい
て、Ｂｉは、鋳鉄材に添加すると黒鉛晶出が阻害され球
状化も阻害されることから、一般的には鋳鉄材において
好ましい元素ではないため添加されていない。本発明
は、Ｂ添加のみでは、表面近傍でのみ黒鉛の均一微細分
散効果が得られたが、黒鉛晶出や球状化を阻害しない程
度の微量のＢｉとＢを併用添加することにより、鋳造品
の表面近傍のみならず鋳造後内部の比較的冷却速度が遅
い部分においても黒鉛および炭化物を均一微細分散でき
ることを見いだしたものである。すなわちＢｉを０.０
５％以上添加すると、黒鉛量を減少させかつ鋳鉄の脆化
をもたらす。したがって０.００１〜０.０５％の範囲に
した。本発明に係る成分は以上の成分の他、残部不純物
および実質的にＦｅで形成される。
て、Ｂｉは、鋳鉄材に添加すると黒鉛晶出が阻害され球
状化も阻害されることから、一般的には鋳鉄材において
好ましい元素ではないため添加されていない。本発明
は、Ｂ添加のみでは、表面近傍でのみ黒鉛の均一微細分
散効果が得られたが、黒鉛晶出や球状化を阻害しない程
度の微量のＢｉとＢを併用添加することにより、鋳造品
の表面近傍のみならず鋳造後内部の比較的冷却速度が遅
い部分においても黒鉛および炭化物を均一微細分散でき
ることを見いだしたものである。すなわちＢｉを０.０
５％以上添加すると、黒鉛量を減少させかつ鋳鉄の脆化
をもたらす。したがって０.００１〜０.０５％の範囲に
した。本発明に係る成分は以上の成分の他、残部不純物
および実質的にＦｅで形成される。
【００１２】次に本発明に至った基礎データを説明す
る。この基礎データは図１に示したような鋳型に表１に
示す化学成分の溶湯でＢｉの含有量をふらして鋳造する
ことにより試験片を作製の後、チル面より１０ｍｍ，５
０ｍｍ，１００ｍｍの位置より採取した試験片で測定し
たものである。図２にチル面から１０ｍｍ，５０ｍｍ，
１００ｍｍの位置における黒鉛球状化率とＢｉ添加量の
関係を示す。１００ｍｍの位置、つまり凝固速度が遅い
内部においてＢｉは０.００１％より黒鉛球状化率を急
激に増加させ、０.０５％を越えると急激に低下する。
る。この基礎データは図１に示したような鋳型に表１に
示す化学成分の溶湯でＢｉの含有量をふらして鋳造する
ことにより試験片を作製の後、チル面より１０ｍｍ，５
０ｍｍ，１００ｍｍの位置より採取した試験片で測定し
たものである。図２にチル面から１０ｍｍ，５０ｍｍ，
１００ｍｍの位置における黒鉛球状化率とＢｉ添加量の
関係を示す。１００ｍｍの位置、つまり凝固速度が遅い
内部においてＢｉは０.００１％より黒鉛球状化率を急
激に増加させ、０.０５％を越えると急激に低下する。
【００１３】
【表１】
【００１４】図３に前記チル面から５０，１００ｍｍの
位置より採取した試験片における引張強度とＢｉ添加量
の関係を示す。Ｂｉを（０.００１〜０.０５％）添加す
ると１００ｍｍの位置（凝固速度が遅い内部）におい
て、前記黒鉛球状化率の増加と同様に引張強度の増加が
認められた。
位置より採取した試験片における引張強度とＢｉ添加量
の関係を示す。Ｂｉを（０.００１〜０.０５％）添加す
ると１００ｍｍの位置（凝固速度が遅い内部）におい
て、前記黒鉛球状化率の増加と同様に引張強度の増加が
認められた。
【００１５】
【実施例】製品胴径８００ｍｍ、胴長２５００ｍｍ、全
長５１２０ｍｍの高合金鋳鉄複合ロールを下記のごとく
製造し、種々の調査に供した。 外層材として表２に示す本願発明の化学成分である溶
湯を用い、これを遠心鋳造機内で回転する、内面に塗型
を施した円筒状の金型鋳型に１３２０℃の鋳込温度で肉
厚１３０ｍｍ（鋳込４９００ｋｇ）鋳込んだ。 外層が完全に凝固した後（鋳込開始から２２.５分
後）に１３５０℃の軸部芯材用溶湯を同様に遠心鋳造機
上で鋳込み、外層、内層を完全に溶着させた一体型ロー
ルとした。 内層鋳込後に鋳型を起立させて、完全に冷却した後、
ロールを鋳型から抜き出し従来から実施されている鋳造
後の残留応力除去のための熱処理を実施した。次に表３
に示す従来の化学成分の溶湯にて上述のロール製造法で
同一形状のロールを製造し、両者を比較調査した。
長５１２０ｍｍの高合金鋳鉄複合ロールを下記のごとく
製造し、種々の調査に供した。 外層材として表２に示す本願発明の化学成分である溶
湯を用い、これを遠心鋳造機内で回転する、内面に塗型
を施した円筒状の金型鋳型に１３２０℃の鋳込温度で肉
厚１３０ｍｍ（鋳込４９００ｋｇ）鋳込んだ。 外層が完全に凝固した後（鋳込開始から２２.５分
後）に１３５０℃の軸部芯材用溶湯を同様に遠心鋳造機
上で鋳込み、外層、内層を完全に溶着させた一体型ロー
ルとした。 内層鋳込後に鋳型を起立させて、完全に冷却した後、
ロールを鋳型から抜き出し従来から実施されている鋳造
後の残留応力除去のための熱処理を実施した。次に表３
に示す従来の化学成分の溶湯にて上述のロール製造法で
同一形状のロールを製造し、両者を比較調査した。
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】図４に両者の外層材における内部（表面よ
り１００ｍｍの位置）での金属組織を示す。Ｂｉを添加
したものは、内部においても目的とする黒鉛が球状化分
散して晶出することが確認できた。さらに表４に両ロー
ルの製造品質（表面より１００ｍｍの位置における）を
示す。本願発明であるＢｉ添加ロールは黒鉛量が低下す
ることなく黒鉛球状化率が上昇している。以上の基礎デ
ータ、実施例において黒鉛球状化率および黒鉛量は、画
像解析装置を用いて測定した。以上のように本発明ロー
ルにおいては、Ｂ：０.０１〜０.２０％およびＢｉ：
０.００１〜０.０５％添加することにより表面から内部
まで黒鉛を均一微細分散して晶出することが可能であ
り、特に耐肌荒性の改善に有効である。
り１００ｍｍの位置）での金属組織を示す。Ｂｉを添加
したものは、内部においても目的とする黒鉛が球状化分
散して晶出することが確認できた。さらに表４に両ロー
ルの製造品質（表面より１００ｍｍの位置における）を
示す。本願発明であるＢｉ添加ロールは黒鉛量が低下す
ることなく黒鉛球状化率が上昇している。以上の基礎デ
ータ、実施例において黒鉛球状化率および黒鉛量は、画
像解析装置を用いて測定した。以上のように本発明ロー
ルにおいては、Ｂ：０.０１〜０.２０％およびＢｉ：
０.００１〜０.０５％添加することにより表面から内部
まで黒鉛を均一微細分散して晶出することが可能であ
り、特に耐肌荒性の改善に有効である。
【００１９】
【表４】
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明での高合金
鋳鉄材は従来の高合金鋳鉄材と比較して鋳造品の表面近
傍から内部まで耐肌荒性および強靱性を改善することが
できた。
鋳鉄材は従来の高合金鋳鉄材と比較して鋳造品の表面近
傍から内部まで耐肌荒性および強靱性を改善することが
できた。
図１は試験片採取用の鋳型の説明図、図２は黒鉛球状化
率とＢｉ添加の関係を示す図、図３は引張強度とＢｉ添
加の関係を示す図、図４はＢｉ添加材と非添加材の金属
組織の写真（×５０倍）、である。
率とＢｉ添加の関係を示す図、図３は引張強度とＢｉ添
加の関係を示す図、図４はＢｉ添加材と非添加材の金属
組織の写真（×５０倍）、である。
Claims (1)
- 【請求項１】化学成分が重量比で Ｃ ：３.０〜４.０％， Ｓｉ：０.３〜１.５％， Ｍｎ：０.４〜１.５％， Ｐ ：０.１％以下， Ｓ ：０.０５％以下， Ｎｉ：３.０〜５.０％， Ｃｒ：１.２〜２.５％， Ｍｏ：０.１〜２.０％， Ｂ ：０.０１〜０.２０％，Ｂｉ：０.００１〜０.０５
％ 残部不純物および実質的にＦｅからなることを特徴とす
る耐肌荒性および強靱性に優れた高合金鋳鉄材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22811492A JPH0673487A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 耐肌荒性および強靱性に優れた高合金鋳鉄材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22811492A JPH0673487A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 耐肌荒性および強靱性に優れた高合金鋳鉄材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0673487A true JPH0673487A (ja) | 1994-03-15 |
Family
ID=16871425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22811492A Pending JPH0673487A (ja) | 1992-08-27 | 1992-08-27 | 耐肌荒性および強靱性に優れた高合金鋳鉄材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0673487A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005060818A (ja) * | 2003-02-12 | 2005-03-10 | Nippon Steel Corp | 鋳鉄、鋳鉄鋳片、およびその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01108343A (ja) * | 1987-10-21 | 1989-04-25 | Mazda Motor Corp | 高強度を有する鉄系鋳物 |
| JPH03281753A (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-12 | Nippon Steel Corp | 耐肌荒性に優れた圧延ロール用高合金グレン鋳鉄材 |
-
1992
- 1992-08-27 JP JP22811492A patent/JPH0673487A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01108343A (ja) * | 1987-10-21 | 1989-04-25 | Mazda Motor Corp | 高強度を有する鉄系鋳物 |
| JPH03281753A (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-12 | Nippon Steel Corp | 耐肌荒性に優れた圧延ロール用高合金グレン鋳鉄材 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005060818A (ja) * | 2003-02-12 | 2005-03-10 | Nippon Steel Corp | 鋳鉄、鋳鉄鋳片、およびその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19960514 |