JPH0841581A - 球状黒鉛鋳鉄及びその製造方法 - Google Patents
球状黒鉛鋳鉄及びその製造方法Info
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- JPH0841581A JPH0841581A JP20008794A JP20008794A JPH0841581A JP H0841581 A JPH0841581 A JP H0841581A JP 20008794 A JP20008794 A JP 20008794A JP 20008794 A JP20008794 A JP 20008794A JP H0841581 A JPH0841581 A JP H0841581A
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- spheroidal graphite
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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】
【目的】 添加剤の選択的使用により、厚肉製品には疲
労強度の高い、薄肉製品に低温耐衝撃性に優れた球状黒
鉛鋳鉄を得る。 【構成】 重量成分C3.2%〜3.8%、Si2.0
%〜2.8%、Mr0.4%以下、P0.03%以下、
Ni0.5〜3.5%、Cr0.03%以下、Cu0.
1%以下、Mg0.02〜0.06%とした溶湯にFe
−Si系接種剤を接種する。
労強度の高い、薄肉製品に低温耐衝撃性に優れた球状黒
鉛鋳鉄を得る。 【構成】 重量成分C3.2%〜3.8%、Si2.0
%〜2.8%、Mr0.4%以下、P0.03%以下、
Ni0.5〜3.5%、Cr0.03%以下、Cu0.
1%以下、Mg0.02〜0.06%とした溶湯にFe
−Si系接種剤を接種する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、球状黒鉛鋳鉄、就中成
分配合と溶湯処理剤との組合せにより低温衝撃材、高疲
労強度材に作り分けることが可能な球状黒鉛鋳鉄及びそ
の製造方法に関するものである。
分配合と溶湯処理剤との組合せにより低温衝撃材、高疲
労強度材に作り分けることが可能な球状黒鉛鋳鉄及びそ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、自動車部品としてのハウジン
グ、鉄道車輌としてのギヤボックス、キャリバーボディ
ーは、前者は高い疲労強度が必要なため、低合金鋼鋳鋼
品が使用されているが、近年軽量化・切削性・研掃性の
向上が要請されている。後者に於ては、耐衝撃が必要な
ため、低合金鋼鋳鋼品にNi、Vを添加して衝撃性を高
めているが、これも前者と同様、軽量化・切削性・研掃
性の向上が要請されている。
グ、鉄道車輌としてのギヤボックス、キャリバーボディ
ーは、前者は高い疲労強度が必要なため、低合金鋼鋳鋼
品が使用されているが、近年軽量化・切削性・研掃性の
向上が要請されている。後者に於ては、耐衝撃が必要な
ため、低合金鋼鋳鋼品にNi、Vを添加して衝撃性を高
めているが、これも前者と同様、軽量化・切削性・研掃
性の向上が要請されている。
【0003】従来の球状黒鉛鋳鉄は高い0.2%弾性限
と良い伸びの値にも拘らず、衝撃値は鋳鋼に比べ低すぎ
ることから使用承諾されないできている。
と良い伸びの値にも拘らず、衝撃値は鋳鋼に比べ低すぎ
ることから使用承諾されないできている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みて成されたものであり、軽量化・切削性・研掃性を
有し乍ら、低温耐衝撃性、高疲労強度に欠けていて、自
動車部品、鉄道車輌等に使用されなかった球状黒鉛鋳鉄
を、Niを入れることにより高疲労強度、Biで接種す
ることにより低温での耐衝撃性に優れた高靱性球状黒鉛
鋳鉄を提供するにある。
鑑みて成されたものであり、軽量化・切削性・研掃性を
有し乍ら、低温耐衝撃性、高疲労強度に欠けていて、自
動車部品、鉄道車輌等に使用されなかった球状黒鉛鋳鉄
を、Niを入れることにより高疲労強度、Biで接種す
ることにより低温での耐衝撃性に優れた高靱性球状黒鉛
鋳鉄を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで本発明に於ては、
冷却スピードの違いにより厚肉製品にはFe−Si−R
eの合金接種剤、球化剤にはReを含まないNi−Mg
合金を使用することにより球状の阻害を防止して、溶湯
の成分としては、重量%C3.2〜3.8%、Si2.
4〜2.8%、Mn0.4以下、P0.03以下、S
0.02以下、Ni0.5〜2.9%、Cr0.03%
以下、Cu0.1%以下、Mg0.02〜0.06%残
部鉄からなる溶湯と、
冷却スピードの違いにより厚肉製品にはFe−Si−R
eの合金接種剤、球化剤にはReを含まないNi−Mg
合金を使用することにより球状の阻害を防止して、溶湯
の成分としては、重量%C3.2〜3.8%、Si2.
4〜2.8%、Mn0.4以下、P0.03以下、S
0.02以下、Ni0.5〜2.9%、Cr0.03%
以下、Cu0.1%以下、Mg0.02〜0.06%残
部鉄からなる溶湯と、
【0006】厚肉製品以外については、Fe−Si−R
e合金接種剤、球化剤にはReを含むFe−Si−Bi
−Mg−Re合金を使用することにより、溶湯の成分と
しては、重量%C3.2〜3.8%、Si2.0〜2.
4%、Mn0.4以下、P0.03以下、S0.02以
下、Ni1.5〜3.5%、Cr0.03%以下、Cu
0.1%以下、Mg0.02〜0.06%残部鉄からな
る溶湯で、
e合金接種剤、球化剤にはReを含むFe−Si−Bi
−Mg−Re合金を使用することにより、溶湯の成分と
しては、重量%C3.2〜3.8%、Si2.0〜2.
4%、Mn0.4以下、P0.03以下、S0.02以
下、Ni1.5〜3.5%、Cr0.03%以下、Cu
0.1%以下、Mg0.02〜0.06%残部鉄からな
る溶湯で、
【0007】最終的には前者後者の溶湯共に鋳型に鋳込
む直前にFe−Si系の注湯流接種を実施して出来た製
品を熱処理することによって厚肉製品については、疲労
強度の高い、厚肉製品以外については低温耐衝撃性に優
れた球状黒鉛鋳鉄である。
む直前にFe−Si系の注湯流接種を実施して出来た製
品を熱処理することによって厚肉製品については、疲労
強度の高い、厚肉製品以外については低温耐衝撃性に優
れた球状黒鉛鋳鉄である。
【0008】
〔実施例1〕 1−1実験方法 1kHz、450kWのサイリスタ式高周波300kg
炉により、高純度銑鉄、球状黒鉛鋳鉄戻り材、鋼鈑屑等
300kgを用い、Niを1.5%と2.5%及び3.
5%の3種に変化させ、夫々にSiが1.8%、2.6
%、3.4%になるように添加した9種類の材質を溶製
し、置き注ぎ法にて球状化処理(処理剤C−5ビスマス
(商品名、(有)日下レアメタル研究所製)0.3%)
を1.5%(量))を施し、接種剤(スセリックス(商
品名、(有)日下レアメタル研究所製)0.3%)を投
入してY型供試材B号を作製した。
炉により、高純度銑鉄、球状黒鉛鋳鉄戻り材、鋼鈑屑等
300kgを用い、Niを1.5%と2.5%及び3.
5%の3種に変化させ、夫々にSiが1.8%、2.6
%、3.4%になるように添加した9種類の材質を溶製
し、置き注ぎ法にて球状化処理(処理剤C−5ビスマス
(商品名、(有)日下レアメタル研究所製)0.3%)
を1.5%(量))を施し、接種剤(スセリックス(商
品名、(有)日下レアメタル研究所製)0.3%)を投
入してY型供試材B号を作製した。
【表1】
【0009】尚、Y型供試材Bを作製する際にFe・S
i系の注湯流接種を施した。供試材に熱処理(焼鈍:9
00℃×2.0hr→F・C)を実施して14mm、L=
50mmと10×10×55mm(2mmUノッチ)に加工
し、引張試験片及び衝撃試験片とした。
i系の注湯流接種を施した。供試材に熱処理(焼鈍:9
00℃×2.0hr→F・C)を実施して14mm、L=
50mmと10×10×55mm(2mmUノッチ)に加工
し、引張試験片及び衝撃試験片とした。
【0010】シャルビー遷移曲線は、233K、253
K、273K、295Kに於るシャルビー衝撃値により
作成した。 溶解重量:300Kg 出湯温度:1500℃
K、273K、295Kに於るシャルビー衝撃値により
作成した。 溶解重量:300Kg 出湯温度:1500℃
【0011】1−2実験結果
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
【表6】
【表7】
【0012】上記表の結果により下記が判明した。Ni
添加量1.5%に、Siを1.8〜2.6%の範囲で添
加し、焼鈍することによってFCD400相当の強度を
得ることが出来た。又、Ni添加量3.5%にSiを
1.8〜2.6%の範囲で添加し、焼鈍することによ
り、FCD500相当の強度を得ることが出来たが、何
れのNi添加量に於てもSi添加量が3.4%となる
と、脆化することが判った。
添加量1.5%に、Siを1.8〜2.6%の範囲で添
加し、焼鈍することによってFCD400相当の強度を
得ることが出来た。又、Ni添加量3.5%にSiを
1.8〜2.6%の範囲で添加し、焼鈍することによ
り、FCD500相当の強度を得ることが出来たが、何
れのNi添加量に於てもSi添加量が3.4%となる
と、脆化することが判った。
【0013】Ni入りFCD400及びFCD500相
当の材質に於て、Siを2.2%と2.6%に分けるこ
とにより、2.2Siは低温衝撃材、2.6%Siは高
疲労強度材に作り分けることが可能なものとなった。
当の材質に於て、Siを2.2%と2.6%に分けるこ
とにより、2.2Siは低温衝撃材、2.6%Siは高
疲労強度材に作り分けることが可能なものとなった。
【0014】又、取鍋接種と注湯流接種を併行して実施
することにより、フェーディングの危惧がなく、黒鉛粒
数を確実に増加し、靱性の向上に影響を及ぼしているこ
とが判った。注湯流接種有無の写真がA、Bであるが、
注湯流接種であると比較して粒数は約50個/mm2 増大
している。
することにより、フェーディングの危惧がなく、黒鉛粒
数を確実に増加し、靱性の向上に影響を及ぼしているこ
とが判った。注湯流接種有無の写真がA、Bであるが、
注湯流接種であると比較して粒数は約50個/mm2 増大
している。
【0015】通常の球状黒鉛鋳鉄(FCD400とFC
D500)と、本発明材(Ni入りFCD)との機械的
性質を比較すると、本発明材は降伏比及びシャルビー衝
撃値(全ての温度:常温、0℃、−20℃、−40℃)
に優れており、球状黒鉛鋳鉄の性質の限界を越えたもの
と判断できる。
D500)と、本発明材(Ni入りFCD)との機械的
性質を比較すると、本発明材は降伏比及びシャルビー衝
撃値(全ての温度:常温、0℃、−20℃、−40℃)
に優れており、球状黒鉛鋳鉄の性質の限界を越えたもの
と判断できる。
【0016】〔実施例2〕 2−1実験方法 サイリスタ式高周波300kg中性炉(ライニングはA
l2O3)で溶製した球状黒鉛鋳鉄 ・Y型供試材B号 ・キャリパーボディ 現行鋳鋼材(SCMn2NiV) ・Y型供試材B号 熱処理は、球状黒鉛鋳鉄を焼鈍とし、SCMn2NiV
を現行通りの焼準+焼戻しで行った。
l2O3)で溶製した球状黒鉛鋳鉄 ・Y型供試材B号 ・キャリパーボディ 現行鋳鋼材(SCMn2NiV) ・Y型供試材B号 熱処理は、球状黒鉛鋳鉄を焼鈍とし、SCMn2NiV
を現行通りの焼準+焼戻しで行った。
【表8】
【0017】2−2実験項目 夫々の供試材(Y型試験片)の機械的性質及び顕微鏡組
織 ・引張試験(試験片サイズ:JISZ2201、4号) ・シャルピー衝撃試験(試験片サイズ:JISZ220
2、3号) ・プリネル硬さ ・顕微鏡組織
織 ・引張試験(試験片サイズ:JISZ2201、4号) ・シャルピー衝撃試験(試験片サイズ:JISZ220
2、3号) ・プリネル硬さ ・顕微鏡組織
【0018】2−3実験結果
【表9】 降伏比 0.2耐力÷引張強さ×100 シャルピー衝撃値は3個の平均値、試験温度の常温は22℃
【0019】本発明の球状黒鉛鋳鉄と現行鋳鋼材(SC
Mn2NiV)の試験片による機械的性質を比較する
と、本発明品の強度低下は否めないが、シャルピー衝撃
値(特に低温に置ける衝撃値)は逆に現行鋳鋼材を上回
っており、優れた材質と判断できる。
Mn2NiV)の試験片による機械的性質を比較する
と、本発明品の強度低下は否めないが、シャルピー衝撃
値(特に低温に置ける衝撃値)は逆に現行鋳鋼材を上回
っており、優れた材質と判断できる。
【0020】これらから、強度低下を補うために若干肉
厚を多くしても、歩留まり及び機械加工性が改善される
ので、価格の低減を成し得ることが出来るものと判断で
きる。
厚を多くしても、歩留まり及び機械加工性が改善される
ので、価格の低減を成し得ることが出来るものと判断で
きる。
【0021】〔実施例3〕 3−1実験方法 サイリスタ式高周波300kg中性炉(ライニングはA
l2O3)で溶製した球状黒鉛鋳鉄 ・Y型供試材B号 ・ハウジング 現行鋳鋼材(SC450) ・Y型供試材B号 熱処理は、球状黒鉛鋳鉄を焼鈍とし、SC450を現行
通りの焼準で行った。
l2O3)で溶製した球状黒鉛鋳鉄 ・Y型供試材B号 ・ハウジング 現行鋳鋼材(SC450) ・Y型供試材B号 熱処理は、球状黒鉛鋳鉄を焼鈍とし、SC450を現行
通りの焼準で行った。
【表10】
【0022】3−2実験項目 夫々の供試材(Y型試験片)の機械的性質及び顕微鏡組
織 ・引張試験(試験片サイズ:JISZ2201、4号) ・シャルピー衝撃試験(試験片サイズ:JISZ220
2、3号) ・プリネル硬さ ・顕微鏡組織
織 ・引張試験(試験片サイズ:JISZ2201、4号) ・シャルピー衝撃試験(試験片サイズ:JISZ220
2、3号) ・プリネル硬さ ・顕微鏡組織
【0023】3−3実験結果
【表11】 降伏比 0.2耐力÷引張強さ×100 シャルピー衝撃値は3個の平均値、試験温度の常温は22℃
【0024】本発明の球状黒鉛鋳鉄と現行鋳鋼材(SC
450)の試験片による機械的性質を比較すると、本発
明品の引張強度低下は否めないが、降伏比は逆に現行鋳
鋼材を上回っており、疲労強度の大なることを示して優
れた材質と判断される。
450)の試験片による機械的性質を比較すると、本発
明品の引張強度低下は否めないが、降伏比は逆に現行鋳
鋼材を上回っており、疲労強度の大なることを示して優
れた材質と判断される。
【0025】これらから、強度低下を補うために若干肉
厚を多くしても、歩留まり及び機械加工性が改善される
ので、価格の低減を成し得ることが出来るものと判断で
きる。
厚を多くしても、歩留まり及び機械加工性が改善される
ので、価格の低減を成し得ることが出来るものと判断で
きる。
【0026】
【発明の効果】上記の如き本発明によれば、C、Mn、
P、S、及び通常含有されていると謂われている元素を
含み、残りが鉄で構成されている鋳鉄溶湯について、S
i含有量を2.0〜2.8%、Ni0.5〜3.5%と
したものにNi−Mg合金の球化剤、金属Bi又はBi
系の接種剤を添加処理し、重量成分C3.2〜3.8
%、Si2.0〜2.8%、Mn0.4%以下、P0.
03%以下、Ni0.5〜3.5%、Cr0.03%以
下、Cu0.1%以下、Mg0.02〜0.06%とし
た溶湯に、Fe−Si系接種剤を注湯流接種することに
より、降伏比を高くし、疲労強度を高くしたので、鋳鉄
溶湯に球化剤、接種剤を選択的に使用することにより、
厚肉製品には疲労強度の高い、厚肉製品以外について
は、低温耐衝撃性に優れた球状黒鉛鋳鉄が得られ、何れ
も所望によって選択的に定められる。
P、S、及び通常含有されていると謂われている元素を
含み、残りが鉄で構成されている鋳鉄溶湯について、S
i含有量を2.0〜2.8%、Ni0.5〜3.5%と
したものにNi−Mg合金の球化剤、金属Bi又はBi
系の接種剤を添加処理し、重量成分C3.2〜3.8
%、Si2.0〜2.8%、Mn0.4%以下、P0.
03%以下、Ni0.5〜3.5%、Cr0.03%以
下、Cu0.1%以下、Mg0.02〜0.06%とし
た溶湯に、Fe−Si系接種剤を注湯流接種することに
より、降伏比を高くし、疲労強度を高くしたので、鋳鉄
溶湯に球化剤、接種剤を選択的に使用することにより、
厚肉製品には疲労強度の高い、厚肉製品以外について
は、低温耐衝撃性に優れた球状黒鉛鋳鉄が得られ、何れ
も所望によって選択的に定められる。
【0027】然も、得られる球状黒鉛鋳鉄は、従来の軽
量化、切削性、研磨性を有しながら、その上に低温耐衝
撃性、高疲労強度を獲得したものである。従って、その
用途は広がり、自動車のハウジング、鉄道車輌のギャボ
ックス、キャリパーボディー等に使用でき、実用効果は
極めて大である。
量化、切削性、研磨性を有しながら、その上に低温耐衝
撃性、高疲労強度を獲得したものである。従って、その
用途は広がり、自動車のハウジング、鉄道車輌のギャボ
ックス、キャリパーボディー等に使用でき、実用効果は
極めて大である。
【図1】本発明の注湯流接種の有無による試験片の金属
組織を示す顕微鏡写真。
組織を示す顕微鏡写真。
【図2】本発明材と鋳鋼材(SCMn2NiV)との試
験片の金属組織を示す顕微鏡写真。
験片の金属組織を示す顕微鏡写真。
【図3】キャリパーボディの外観写真。
【図4】本発明材とSC450との試験片の金属組織を
示す顕微鏡写真。
示す顕微鏡写真。
【図5】ハウジングの外観写真。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年11月29日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 一宏 福島県福島市野田町4丁目1番1号 福島 製鋼株式会社内 (72)発明者 千田 昭夫 東京都港区芝大門2丁目3番15号 有限会 社日下レアメタル研究所内
Claims (3)
- 【請求項1】C、Mn、P、S、及び通常含有されてい
ると謂われている元素を含み、残りが鉄で構成されてい
る鋳鉄溶湯について、Si含有量を2.0〜2.8%、
Ni0.5〜3.5%としたものにNi−Mg合金の球
化剤、金属Bi又はBi系の接種剤を添加処理し、重量
成分C3.2〜3.8%、Si2.0〜2.8%、Mn
0.4%以下、P0.03%以下、Ni0.5〜3.5
%、Cr0.03%以下、Cu0.1%以下、Mg0.
02〜0.06%とした溶湯に、Fe−Si系接種剤を
注湯流接種することにより、降伏比を高くし、疲労強度
を高くした球状黒鉛鋳鉄。 - 【請求項2】C、Mn、P、S、及び通常含有されてい
ると謂われている元素を含み、残りが鉄で構成されてい
る鋳鉄溶湯について、Si含有量を2.0〜2.8%、
Ni0.5〜3.5%としたものにFe−Si−Bi−
Mg−Re合金の球化剤、金属Bi又はBi系の接種剤
を添加処理し、重量成分C3.2〜3.8%、Si2.
0〜2.8%、Mn0.4%以下、P0.03%以下、
Ni0.5〜3.5%、Cr0.03%以下、Cu0.
1%以下、Mg0.02〜0.06%とした溶湯に、F
e−Si系接種剤を注湯流接種することにより、低温耐
衝撃性に優れた球状黒鉛鋳鉄。 - 【請求項3】C、Mn、P、S、及び通常含有されてい
ると謂われている元素を含み、残りが鉄で構成されてい
る鋳鉄溶湯について、Si含有量を2.0〜2.8%、
Ni0.5〜3.5%としたものにNi−Mg合金の球
化剤、金属Bi又はBi系の接種剤又はFe−Si−B
i−Mg−Re合金の球化剤、金属Bi又はBi系の接
種剤の何れか一方を添加処理し、出来た溶湯にFe−S
i系の接種剤を注湯流接種し、製品を熱処理することを
特徴とする高靱性球状黒鉛鋳鉄の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20008794A JPH0841581A (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | 球状黒鉛鋳鉄及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20008794A JPH0841581A (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | 球状黒鉛鋳鉄及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0841581A true JPH0841581A (ja) | 1996-02-13 |
Family
ID=16418643
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20008794A Pending JPH0841581A (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | 球状黒鉛鋳鉄及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0841581A (ja) |
Cited By (7)
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---|---|---|---|---|
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-
1994
- 1994-08-02 JP JP20008794A patent/JPH0841581A/ja active Pending
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