JPH0953160A - 産業機械部品用合金鋳鋼 - Google Patents
産業機械部品用合金鋳鋼Info
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- JPH0953160A JPH0953160A JP22712195A JP22712195A JPH0953160A JP H0953160 A JPH0953160 A JP H0953160A JP 22712195 A JP22712195 A JP 22712195A JP 22712195 A JP22712195 A JP 22712195A JP H0953160 A JPH0953160 A JP H0953160A
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- alloy cast
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 合金鋳鋼の金属機能硬さを向上させること、
薄肉軽量で健全性のある鋳鋼品を製造することを課題と
する。 【解決手段】 本発明の産業機械部品用合金鋳鋼は、鉄
に対して所定重量％の炭素と、所定重量％の他の合金元
素群と、不可避の不純物とを含有させて成るマルテンサ
イト系の合金鋳鋼において、前記合金鋳鋼は、炭素及び
他の合金元素群の重量％をＣが０．０２〜０．２％、Ｓ
ｉが２．５〜４．５％、Ｍｎが０．５〜３．０％、Ｎｉ
が６．０〜８．０％、Ｃｒが７．０〜１３．０％、Ｍｏ
が０．５〜３．５％、Ｃｕが０．５〜３．５％、Ｎｂが
０．２〜２．０％、Ｎが０．０１〜０．０５％となるよ
うにそれぞれ設定するとともに、鋳造後において固溶化
熱処理を施し、更にその後、時効硬化させて成ることを
特徴として成るものであって、これを手段として上記課
題の解決を図っている。
薄肉軽量で健全性のある鋳鋼品を製造することを課題と
する。 【解決手段】 本発明の産業機械部品用合金鋳鋼は、鉄
に対して所定重量％の炭素と、所定重量％の他の合金元
素群と、不可避の不純物とを含有させて成るマルテンサ
イト系の合金鋳鋼において、前記合金鋳鋼は、炭素及び
他の合金元素群の重量％をＣが０．０２〜０．２％、Ｓ
ｉが２．５〜４．５％、Ｍｎが０．５〜３．０％、Ｎｉ
が６．０〜８．０％、Ｃｒが７．０〜１３．０％、Ｍｏ
が０．５〜３．５％、Ｃｕが０．５〜３．５％、Ｎｂが
０．２〜２．０％、Ｎが０．０１〜０．０５％となるよ
うにそれぞれ設定するとともに、鋳造後において固溶化
熱処理を施し、更にその後、時効硬化させて成ることを
特徴として成るものであって、これを手段として上記課
題の解決を図っている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば打解部品、
粉粒体シュート、水溶系スラリー流体部品、または使用
雰囲気温度が４５０℃までの熱間ロール、熱間治具、熱
間金型、熱間制動部品等の産業機械部品に適用される鋳
鋼に関するものであって、特に使用時における金属機能
硬さ並びに鋳造性を向上させた新規な産業機械部品用合
金鋳鋼に係るものである。
粉粒体シュート、水溶系スラリー流体部品、または使用
雰囲気温度が４５０℃までの熱間ロール、熱間治具、熱
間金型、熱間制動部品等の産業機械部品に適用される鋳
鋼に関するものであって、特に使用時における金属機能
硬さ並びに鋳造性を向上させた新規な産業機械部品用合
金鋳鋼に係るものである。
【０００２】
【発明の背景】鉄系合金の鋳造作業においては、溶融点
が低く、凝固時の体積減少が少ないことにより収縮巣が
できにくい鋳鉄が多く使用される。一方、機械的性質を
重視する場合には鋳鉄に比べて融点が高く、成分調製も
難しいが、機械的性質に優れる鋳鋼が使用される。鋳鋼
は鋳物状態で使用する鋼のことをいい、鋳造して所定の
形状にしたものを鋳鋼品という。また鋳鋼品は鍛造品に
比べて機械的性質に方向性がないこと、複雑な形状のも
のを作ることができること、多量生産が可能で、生産コ
ストが安価なこと等が利点として挙げられ、鋳放しのま
までは強度、靱性が低いので、ほとんどの場合熱処理が
施される。
が低く、凝固時の体積減少が少ないことにより収縮巣が
できにくい鋳鉄が多く使用される。一方、機械的性質を
重視する場合には鋳鉄に比べて融点が高く、成分調製も
難しいが、機械的性質に優れる鋳鋼が使用される。鋳鋼
は鋳物状態で使用する鋼のことをいい、鋳造して所定の
形状にしたものを鋳鋼品という。また鋳鋼品は鍛造品に
比べて機械的性質に方向性がないこと、複雑な形状のも
のを作ることができること、多量生産が可能で、生産コ
ストが安価なこと等が利点として挙げられ、鋳放しのま
までは強度、靱性が低いので、ほとんどの場合熱処理が
施される。
【０００３】そしてこのような鋳鋼品において内部硬さ
まで均一な硬さを要求される場合には、時効硬化の可能
なステンレス鋼鋳鋼品としてＪＩＳ Ｇ５１２１におい
て規定されているＳＣＳ２４が広く用いられている。こ
のＳＣＳ２４は、ＪＩＳ Ｇ５１２１に規定する他のス
テンレス鋼鋳鋼品に比べ格段に機械的性質が優れてお
り、時効処理後の硬さがＨｓｃ６０と極めて高くなって
いる。
まで均一な硬さを要求される場合には、時効硬化の可能
なステンレス鋼鋳鋼品としてＪＩＳ Ｇ５１２１におい
て規定されているＳＣＳ２４が広く用いられている。こ
のＳＣＳ２４は、ＪＩＳ Ｇ５１２１に規定する他のス
テンレス鋼鋳鋼品に比べ格段に機械的性質が優れてお
り、時効処理後の硬さがＨｓｃ６０と極めて高くなって
いる。
【０００４】しかしながら近年のこの種の産業分野にお
ける金属機能硬さに対する要求は、これにとどまるもの
ではなく、更に大きな金属機能硬さを有すると同時に、
薄肉軽量化への要求にも応え得る鋳鋼品の開発が望まれ
ている。また鋳鋼品である以上鋳造後の押湯、湯口、セ
キ等のカーボンガウジングによる切断、カッティンググ
ラインダーによる切断、アルゴン（Ａｒ）による溶接、
欠陥補修等が可能であることはもちろんのこと、健全性
ある材質、すなわち使用上有害なキズ、割れ、鋳巣など
の欠陥が生じないことも当然要求される。更に前記薄肉
軽量化という要求に応えるには、鋳鋼用鋳型砂に鋳込ま
れる金属の凝固温度をいかに低くすることができるか
が、解決を実行に移す課題となっている。
ける金属機能硬さに対する要求は、これにとどまるもの
ではなく、更に大きな金属機能硬さを有すると同時に、
薄肉軽量化への要求にも応え得る鋳鋼品の開発が望まれ
ている。また鋳鋼品である以上鋳造後の押湯、湯口、セ
キ等のカーボンガウジングによる切断、カッティンググ
ラインダーによる切断、アルゴン（Ａｒ）による溶接、
欠陥補修等が可能であることはもちろんのこと、健全性
ある材質、すなわち使用上有害なキズ、割れ、鋳巣など
の欠陥が生じないことも当然要求される。更に前記薄肉
軽量化という要求に応えるには、鋳鋼用鋳型砂に鋳込ま
れる金属の凝固温度をいかに低くすることができるか
が、解決を実行に移す課題となっている。
【０００５】
【解決を試みた技術的事項】本発明はこのような背景を
充分に認識し、その認識の上に立って案出されたもので
あって、鋳造性に大きな影響を与える珪素（Ｓｉ）の含
有重量％を可能な範囲で増大させるとともに、この珪素
（Ｓｉ）を含んで炭素（Ｃ）及び他の合金元素群の含有
重量％を適宜調節することで時効処理後の硬さをＨｓｃ
６０以上に高めた新規な産業機械部品用合金鋳鋼の開発
を試みたものである。
充分に認識し、その認識の上に立って案出されたもので
あって、鋳造性に大きな影響を与える珪素（Ｓｉ）の含
有重量％を可能な範囲で増大させるとともに、この珪素
（Ｓｉ）を含んで炭素（Ｃ）及び他の合金元素群の含有
重量％を適宜調節することで時効処理後の硬さをＨｓｃ
６０以上に高めた新規な産業機械部品用合金鋳鋼の開発
を試みたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】すなわち請求項１記載の
産業機械部品用合金鋳鋼は、鉄に対して所定重量％の炭
素と、所定重量％の他の合金元素群と、不可避の不純物
とを含有させて成るマルテンサイト系の合金鋳鋼におい
て、前記合金鋳鋼は、炭素及び他の合金元素群の重量％
をＣが０．０２〜０．２％、Ｓｉが２．５〜４．５％、
Ｍｎが０．５〜３．０％、Ｎｉが６．０〜８．０％、Ｃ
ｒが７．０〜１３．０％、Ｍｏが０．５〜３．５％、Ｃ
ｕが０．５〜３．５％、Ｎｂが０．２〜２．０％、Ｎが
０．０１〜０．０５％となるようにそれぞれ設定すると
ともに、鋳造後において固溶化熱処理を施し、更にその
後、時効硬化させて成ることを特徴として成るものあ
る。これにより時効処理後の硬さがＨｓｃ６０以上とな
り、所望の金属機能硬さが達成されるほか、鋳造性（鋳
造時の湯流れ性）が向上し、薄肉軽量の鋳鋼品の製造が
可能となる。
産業機械部品用合金鋳鋼は、鉄に対して所定重量％の炭
素と、所定重量％の他の合金元素群と、不可避の不純物
とを含有させて成るマルテンサイト系の合金鋳鋼におい
て、前記合金鋳鋼は、炭素及び他の合金元素群の重量％
をＣが０．０２〜０．２％、Ｓｉが２．５〜４．５％、
Ｍｎが０．５〜３．０％、Ｎｉが６．０〜８．０％、Ｃ
ｒが７．０〜１３．０％、Ｍｏが０．５〜３．５％、Ｃ
ｕが０．５〜３．５％、Ｎｂが０．２〜２．０％、Ｎが
０．０１〜０．０５％となるようにそれぞれ設定すると
ともに、鋳造後において固溶化熱処理を施し、更にその
後、時効硬化させて成ることを特徴として成るものあ
る。これにより時効処理後の硬さがＨｓｃ６０以上とな
り、所望の金属機能硬さが達成されるほか、鋳造性（鋳
造時の湯流れ性）が向上し、薄肉軽量の鋳鋼品の製造が
可能となる。
【０００７】また請求項２記載の産業機械部品用合金鋳
鋼は、前記要件に加え、前記他の合金元素群には、更に
重量％が０．００１〜０．００５％のＢが含有されてい
ることを特徴として成るものである。これにより時効硬
化を妨げることなく、粒界を安定させ、粒内析出を助長
させることが可能となり、析出物の凝集の遅延化に有効
に作用する。
鋼は、前記要件に加え、前記他の合金元素群には、更に
重量％が０．００１〜０．００５％のＢが含有されてい
ることを特徴として成るものである。これにより時効硬
化を妨げることなく、粒界を安定させ、粒内析出を助長
させることが可能となり、析出物の凝集の遅延化に有効
に作用する。
【０００８】また請求項３記載の産業機械部品用合金鋳
鋼は、前記要件に加え、前記他の合金元素群には、更に
重量％が０．５％以下のＶが含有されていることを特徴
として成るものである。これにより炭素（Ｃ）との結合
により微細な炭化物を形成し、高温での耐熱疲労性が改
善されるとともに、クロム（Ｃｒ）の炭化物の生成を抑
制することのよって耐酸化性及び切削性が向上する。そ
してこれらの各請求項記載の発明の構成を手段として前
記課題の解決を図っているのである。
鋼は、前記要件に加え、前記他の合金元素群には、更に
重量％が０．５％以下のＶが含有されていることを特徴
として成るものである。これにより炭素（Ｃ）との結合
により微細な炭化物を形成し、高温での耐熱疲労性が改
善されるとともに、クロム（Ｃｒ）の炭化物の生成を抑
制することのよって耐酸化性及び切削性が向上する。そ
してこれらの各請求項記載の発明の構成を手段として前
記課題の解決を図っているのである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の産業機械部品用合
金鋳鋼について具体的に説明する。本発明の産業機械部
品用合金鋳鋼は、鉄（Ｆｅ）に対して所定重量％の炭素
（Ｃ）と、所定重量％の他の合金元素群と、不可避の不
純物とを含有させて成るマルテンサイト系の合金鋳鋼に
関するものであって、前記炭素（Ｃ）及び他の合金元素
群の重量％は、炭素（Ｃ）が０．０２〜０．２％、珪素
（Ｓｉ）が２．５〜４．５％、マンガン（Ｍｎ）が０．
５〜３．０％、ニッケル（Ｎｉ）が６．０〜８．０％、
クロム（Ｃｒ）が７．０〜１３．０％、モリブデン（Ｍ
ｏ）が０．５〜３．５％、銅（Ｃｕ）が０．５〜３．５
％、ニオブ（Ｎｂ）が０．２〜２．０％、窒素（Ｎ）が
０．０１〜０．０５％にそれぞれ設定されるとともに、
鋳造後において固溶化熱処理を施し、更にその後、時効
硬化させることにより基本的に形成される。
金鋳鋼について具体的に説明する。本発明の産業機械部
品用合金鋳鋼は、鉄（Ｆｅ）に対して所定重量％の炭素
（Ｃ）と、所定重量％の他の合金元素群と、不可避の不
純物とを含有させて成るマルテンサイト系の合金鋳鋼に
関するものであって、前記炭素（Ｃ）及び他の合金元素
群の重量％は、炭素（Ｃ）が０．０２〜０．２％、珪素
（Ｓｉ）が２．５〜４．５％、マンガン（Ｍｎ）が０．
５〜３．０％、ニッケル（Ｎｉ）が６．０〜８．０％、
クロム（Ｃｒ）が７．０〜１３．０％、モリブデン（Ｍ
ｏ）が０．５〜３．５％、銅（Ｃｕ）が０．５〜３．５
％、ニオブ（Ｎｂ）が０．２〜２．０％、窒素（Ｎ）が
０．０１〜０．０５％にそれぞれ設定されるとともに、
鋳造後において固溶化熱処理を施し、更にその後、時効
硬化させることにより基本的に形成される。
【００１０】前記炭素（Ｃ）及び他の合金元素群の成分
限定理由を述べれば以下のようになる。 （１）炭素（Ｃ）；０．０２〜０．２％ 炭素はオーステナイト生成傾向の強い元素であり、固溶
化熱処理後の残留オーステナイトが多くなり、時効処理
後の硬さが充分でなくなるため、炭素（Ｃ）の含有重量
％は０．０２〜０．２％とした。
限定理由を述べれば以下のようになる。 （１）炭素（Ｃ）；０．０２〜０．２％ 炭素はオーステナイト生成傾向の強い元素であり、固溶
化熱処理後の残留オーステナイトが多くなり、時効処理
後の硬さが充分でなくなるため、炭素（Ｃ）の含有重量
％は０．０２〜０．２％とした。
【００１１】（２）珪素（Ｓｉ）；２．５〜４．５％ 珪素は脱酸及び鋳造性を向上させる働きと、時効処理に
よって珪素（Ｓｉ）とニッケル（Ｎｉ）との微細な金属
間化合物を析出して硬化特性を改善する働きとを有す
る。しかし含有重量％が４．５％を超えて含有させる
と、脆化するので珪素（Ｓｉ）の含有重量％は２．５〜
４．５とした。
よって珪素（Ｓｉ）とニッケル（Ｎｉ）との微細な金属
間化合物を析出して硬化特性を改善する働きとを有す
る。しかし含有重量％が４．５％を超えて含有させる
と、脆化するので珪素（Ｓｉ）の含有重量％は２．５〜
４．５とした。
【００１２】（３）マンガン（Ｍｎ）；０．５〜３．０
％ マンガンも上記珪素と同様、脱酸及び鋳造性を向上させ
る働きを有する。しかし多量の添加はニッケル（Ｎｉ）
当量の増加につながり、マルテンサイト組織地の硬さを
低くするので、マンガン（Ｍｎ）の含有重量％は０．５
〜３．０％とした。
％ マンガンも上記珪素と同様、脱酸及び鋳造性を向上させ
る働きを有する。しかし多量の添加はニッケル（Ｎｉ）
当量の増加につながり、マルテンサイト組織地の硬さを
低くするので、マンガン（Ｍｎ）の含有重量％は０．５
〜３．０％とした。
【００１３】（４）ニッケル（Ｎｉ）；６．０〜８．０
％ ニッケルはクロムとの組み合わせでマルテンサイト組織
地にするための必要元素である。安定した一次晶を得る
ためニッケル（Ｎｉ）の含有重量％は６．０〜８．０％
とした。
％ ニッケルはクロムとの組み合わせでマルテンサイト組織
地にするための必要元素である。安定した一次晶を得る
ためニッケル（Ｎｉ）の含有重量％は６．０〜８．０％
とした。
【００１４】（５）クロム（Ｃｒ）；７．０〜１３．０
％ クロムは高強度を得るために必要不可欠の元素である。
ニッケルの量とも関係するが、安定した一次晶を得るた
め、クロム（Ｃｒ）の含有重量％は７．０〜１３．０％
とした。
％ クロムは高強度を得るために必要不可欠の元素である。
ニッケルの量とも関係するが、安定した一次晶を得るた
め、クロム（Ｃｒ）の含有重量％は７．０〜１３．０％
とした。
【００１５】（６）モリブデン（Ｍｏ）；０．５〜３．
５％ モリブデンは強いフェライト生成元素であるが、時効処
理後の組織を緻密にする働きを有する。しかし高価な金
属元素であるため、モリブデン（Ｍｏの含有重量％は
０．５〜３．５％とした。
５％ モリブデンは強いフェライト生成元素であるが、時効処
理後の組織を緻密にする働きを有する。しかし高価な金
属元素であるため、モリブデン（Ｍｏの含有重量％は
０．５〜３．５％とした。
【００１６】（７）銅（Ｃｕ）；０．５〜３．５％ 銅は溶接性を改善するために必要であると同時に、耐候
性を向上させる役割も有する。また時効処理後の破面改
善にも寄与するので、銅（Ｃｕ）の含有重量％は０．５
〜３．５％とした。
性を向上させる役割も有する。また時効処理後の破面改
善にも寄与するので、銅（Ｃｕ）の含有重量％は０．５
〜３．５％とした。
【００１７】（８）ニオブ（Ｎｂ）；０．２〜２．０％ ニオブは炭素と窒素とを固定し、マルテンサイト変態を
生じやすくするとともに、析出硬化を促進する働きを有
する。また高温での機械的強度の改善にも貢献する。し
かし多過ぎると脆化破面となるのでニオブ（Ｎｂ）の含
有重量％は０．２〜２．０％とした。
生じやすくするとともに、析出硬化を促進する働きを有
する。また高温での機械的強度の改善にも貢献する。し
かし多過ぎると脆化破面となるのでニオブ（Ｎｂ）の含
有重量％は０．２〜２．０％とした。
【００１８】（９）窒素（Ｎ）；０．０１〜０．０５％ 窒素は炭素と同様、オーステナイト生成元素であり、炭
素とほぼ同様の作用を有し、結晶粒度を微細化する働き
を有する。しかし炭素に比べ製造上のコントローロが難
しいため、鋼の清浄度を劣化させない範囲で窒素（Ｎ）
の含有重量％は０．０１〜０．０５％とした。
素とほぼ同様の作用を有し、結晶粒度を微細化する働き
を有する。しかし炭素に比べ製造上のコントローロが難
しいため、鋼の清浄度を劣化させない範囲で窒素（Ｎ）
の含有重量％は０．０１〜０．０５％とした。
【００１９】本発明の産業機械部品用合金鋳鋼は、この
ような基本的な実施の形態をとるほか、以下述べるよう
な別途の合金元素を含有して成る他の実施の形態をとる
ことも可能である。すなわち前記合金元素群に加えて更
に重量％が０．００１〜０．００５％のほう素（Ｂ）ま
たは重量％が０．５％以下のバナジウム（Ｖ）のいずれ
か一方、または双方を含有させることも可能である。因
みにこれらの合金元素の成分限定理由を述べれば以下の
ようになる。
ような基本的な実施の形態をとるほか、以下述べるよう
な別途の合金元素を含有して成る他の実施の形態をとる
ことも可能である。すなわち前記合金元素群に加えて更
に重量％が０．００１〜０．００５％のほう素（Ｂ）ま
たは重量％が０．５％以下のバナジウム（Ｖ）のいずれ
か一方、または双方を含有させることも可能である。因
みにこれらの合金元素の成分限定理由を述べれば以下の
ようになる。
【００２０】（10) ほう素（Ｂ）；０．００１〜０．０
０５％ ほう素は粒界を安定にし、粒内析出を助長して、析出物
の凝集を遅れさせるのに有効である。しかし多過ぎると
時効硬化を妨げることとなるので、ほう素（Ｂ）の含有
重量％を０．００１〜０．００５％とした。
０５％ ほう素は粒界を安定にし、粒内析出を助長して、析出物
の凝集を遅れさせるのに有効である。しかし多過ぎると
時効硬化を妨げることとなるので、ほう素（Ｂ）の含有
重量％を０．００１〜０．００５％とした。
【００２１】（11) バナジウム（Ｖ）；０．５％以下 バナジウムは炭素と結合して微細な炭化物を形成し、高
温での耐熱疲労性を改善する役割を有する。またクロム
（Ｃｒ）の炭化物の生成を抑制することによって耐酸化
性と切削性とを向上させる。なお多量の添加は粒界に炭
化物を形成する。そこでバナジウム（Ｖ）の含有重量％
は０．５％以下とした。
温での耐熱疲労性を改善する役割を有する。またクロム
（Ｃｒ）の炭化物の生成を抑制することによって耐酸化
性と切削性とを向上させる。なお多量の添加は粒界に炭
化物を形成する。そこでバナジウム（Ｖ）の含有重量％
は０．５％以下とした。
【００２２】
【実施例】表１に本発明の産業機械部品用合金鋳鋼を具
現化した２２種の実施例（実施例１〜２２）と、これら
の実施例の特性を確認するために設けた７種の比較例
（比較例１〜７）とを併せて示す。
現化した２２種の実施例（実施例１〜２２）と、これら
の実施例の特性を確認するために設けた７種の比較例
（比較例１〜７）とを併せて示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】なお表１からも明らかなように、実施例１
〜５は珪素（Ｓｉ）の重量％を変化させたもの、実施例
６、８、９はモリブデン（Ｍｏ）の重量％を変化させた
もの、実施例７はほう素（Ｂ）を含有させたものをそれ
ぞれ示している。また比較例１、２は実施例４に対して
モリブデン（Ｍｏ）の重量％を変化させたものを示し、
実施例１０、１１及び比較例３は、モリブデン（Ｍｏ）
を定量とした状態でクロム（Ｃｒ）の重量％を変化させ
たのが実施例１０、１１、同状態でニッケル（Ｎｉ）の
重量％を変化させたものが比較例３である。
〜５は珪素（Ｓｉ）の重量％を変化させたもの、実施例
６、８、９はモリブデン（Ｍｏ）の重量％を変化させた
もの、実施例７はほう素（Ｂ）を含有させたものをそれ
ぞれ示している。また比較例１、２は実施例４に対して
モリブデン（Ｍｏ）の重量％を変化させたものを示し、
実施例１０、１１及び比較例３は、モリブデン（Ｍｏ）
を定量とした状態でクロム（Ｃｒ）の重量％を変化させ
たのが実施例１０、１１、同状態でニッケル（Ｎｉ）の
重量％を変化させたものが比較例３である。
【００２５】更に実施例１２、１３は実施例３に対して
クロム（Ｃｒ）の重量％を変化させたものであり、実施
例１４、１５は実施例３に対してニッケル（Ｎｉ）の重
量％を変化させたものである。更にまた実施例１６は実
施例３に対して銅（Ｃｕ）の重量％を変化させたもので
あり、実施例１７及び実施例２１は実施例３に対してニ
オブ（Ｎｂ）の重量％を変化させたものを示す。更にま
た比較例４、５は実施例３に対してマンガン（Ｍｎ）の
重量％を変化させたものであり、実施例１８は比較例５
に対してニッケル（Ｎｉ）及びクロム（Ｃｒ）の重量％
を変化させたものを示している。
クロム（Ｃｒ）の重量％を変化させたものであり、実施
例１４、１５は実施例３に対してニッケル（Ｎｉ）の重
量％を変化させたものである。更にまた実施例１６は実
施例３に対して銅（Ｃｕ）の重量％を変化させたもので
あり、実施例１７及び実施例２１は実施例３に対してニ
オブ（Ｎｂ）の重量％を変化させたものを示す。更にま
た比較例４、５は実施例３に対してマンガン（Ｍｎ）の
重量％を変化させたものであり、実施例１８は比較例５
に対してニッケル（Ｎｉ）及びクロム（Ｃｒ）の重量％
を変化させたものを示している。
【００２６】更にまた実施例１９は実施例１７に対して
珪素（Ｓｉ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、銅
（Ｃｕ）及び窒素（Ｎ）の重量％を変化させたものを示
し、実施例２０は実施例１７に対してクロム（Ｃｒ）、
ニオブ（Ｎｂ）及び窒素（Ｎ）の重量％を変化させたも
のを示している。更にまた比較例６は実施例３及び実施
例２１に対するニッケル（Ｎｉ）及びクロム（Ｃｒ）を
同量とした対比材である。更にまた比較例７はＪＩＳ
Ｇ５１２１に規定するＳＣＳ２４（１７−４−４ＰＨ）
であり、実施例２２は炭素（Ｃ）の重量％を多くした低
コストタイプを示している。
珪素（Ｓｉ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、銅
（Ｃｕ）及び窒素（Ｎ）の重量％を変化させたものを示
し、実施例２０は実施例１７に対してクロム（Ｃｒ）、
ニオブ（Ｎｂ）及び窒素（Ｎ）の重量％を変化させたも
のを示している。更にまた比較例６は実施例３及び実施
例２１に対するニッケル（Ｎｉ）及びクロム（Ｃｒ）を
同量とした対比材である。更にまた比較例７はＪＩＳ
Ｇ５１２１に規定するＳＣＳ２４（１７−４−４ＰＨ）
であり、実施例２２は炭素（Ｃ）の重量％を多くした低
コストタイプを示している。
【００２７】以上の実施例１〜２２、比較例１〜７の各
供試材は２０ｋｇ高周波電気炉を用いて大気中にて１５
５０℃以上に溶解後、出湯し、約１５５０℃で注湯し
た。鋳型はＣＯ2 型とし、硬さ試験片用及び抗折破面鑑
識用として使用する１８ｍｍ角×長さ１１０ｍｍの角柱
状のものを成形すべく、造型し鋳込んだ。また引張試験
片用としては、本発明の目的が薄肉軽量な鋳鋼品を製造
すること及び時効硬化可能で、しかも時効処理後の硬さ
をＨｓｃ６０以上に高めるところにあるため、最も厳し
いといわれるＪＩＳ Ｚ２２０１に規定する４号試験片
の直接鋳造とし、平行部７０ｍｍ、直径１４ｍｍのもの
を成形し、特に仕上加工はしなかった。
供試材は２０ｋｇ高周波電気炉を用いて大気中にて１５
５０℃以上に溶解後、出湯し、約１５５０℃で注湯し
た。鋳型はＣＯ2 型とし、硬さ試験片用及び抗折破面鑑
識用として使用する１８ｍｍ角×長さ１１０ｍｍの角柱
状のものを成形すべく、造型し鋳込んだ。また引張試験
片用としては、本発明の目的が薄肉軽量な鋳鋼品を製造
すること及び時効硬化可能で、しかも時効処理後の硬さ
をＨｓｃ６０以上に高めるところにあるため、最も厳し
いといわれるＪＩＳ Ｚ２２０１に規定する４号試験片
の直接鋳造とし、平行部７０ｍｍ、直径１４ｍｍのもの
を成形し、特に仕上加工はしなかった。
【００２８】各供試材は注湯後、室温まで自然冷却した
後、破面については上記１８ｍｍ角柱の長手方向の一面
の中央に深さ２ｍｍ、幅３ｍｍのＧＣ加工ノッチを入
れ、反対面中央に集中荷重をかけ破断させ、これにより
破面を得た。なおスパンは９０ｍｍとした。また硬さに
ついては、上記１８ｍｍ角柱の長手方向上面１．５ｍｍ
と下面０．５ｍｍを平面研摩し、これらを硬さ測定面と
して硬さ測定した。硬さ試験機としては低硬さから高硬
さまで測定できるＪＩＳ Ｚ２２４６に規定するショア
硬さ試験機を適用し、絶えずＪＩＳ Ｂ７７３１に規定
するショア硬さ基準片を用い、試験機に異常がないこと
を確認しながら試験を行った。なお測定は支持台上に上
記試験片を載置して行った。また熱処理は電気炉にて行
い、各供試材とも、時効硬化後の硬さが最も高い値とな
るヒートサイクルを採用し、熱処理後のものについて硬
さ及び破面鑑識を行った。
後、破面については上記１８ｍｍ角柱の長手方向の一面
の中央に深さ２ｍｍ、幅３ｍｍのＧＣ加工ノッチを入
れ、反対面中央に集中荷重をかけ破断させ、これにより
破面を得た。なおスパンは９０ｍｍとした。また硬さに
ついては、上記１８ｍｍ角柱の長手方向上面１．５ｍｍ
と下面０．５ｍｍを平面研摩し、これらを硬さ測定面と
して硬さ測定した。硬さ試験機としては低硬さから高硬
さまで測定できるＪＩＳ Ｚ２２４６に規定するショア
硬さ試験機を適用し、絶えずＪＩＳ Ｂ７７３１に規定
するショア硬さ基準片を用い、試験機に異常がないこと
を確認しながら試験を行った。なお測定は支持台上に上
記試験片を載置して行った。また熱処理は電気炉にて行
い、各供試材とも、時効硬化後の硬さが最も高い値とな
るヒートサイクルを採用し、熱処理後のものについて硬
さ及び破面鑑識を行った。
【００２９】次にその測定結果として表２に上記各供試
材の鋳放し（ＡＳ）、拡散（Ｄ）処理、固溶化（Ｓ）熱
処理、マルテン化のための中間（ＩＴ）処理、時効（Ａ
Ｇ）処理後の各硬さ、引張強さを示す。公知材であるＪ
ＩＳ Ｇ５１２１に規定するＳＣＳ２４の硬さを基準と
すれば、実施例の硬さはすべてＨｓｃ６０以上であり、
機能硬さの要求に対して合格しているということができ
る。また引張強さに対しては本発明の産業機械部品用合
金鋳鋼が使用される環境条件の適性を考え、３４３Ｎ／
ｍｍ2 以上を合格とした。
材の鋳放し（ＡＳ）、拡散（Ｄ）処理、固溶化（Ｓ）熱
処理、マルテン化のための中間（ＩＴ）処理、時効（Ａ
Ｇ）処理後の各硬さ、引張強さを示す。公知材であるＪ
ＩＳ Ｇ５１２１に規定するＳＣＳ２４の硬さを基準と
すれば、実施例の硬さはすべてＨｓｃ６０以上であり、
機能硬さの要求に対して合格しているということができ
る。また引張強さに対しては本発明の産業機械部品用合
金鋳鋼が使用される環境条件の適性を考え、３４３Ｎ／
ｍｍ2 以上を合格とした。
【００３０】
【表２】
【００３１】そして表３において、これら各供試材の合
否総合評価を示す。これによれば表２において比較例
中、優れた高硬さを保持していても、破面鑑識によって
不合格となっていることがわかる。また合格となってい
る実施例でも○印のものは製造に注意すべき点を有して
いた。
否総合評価を示す。これによれば表２において比較例
中、優れた高硬さを保持していても、破面鑑識によって
不合格となっていることがわかる。また合格となってい
る実施例でも○印のものは製造に注意すべき点を有して
いた。
【００３２】
【表３】
【００３３】更に薄肉軽量化の要求に応える鋳造性（湯
流れ性）を示す値として凝固温度がある。図１に上記２
２種の実施例の代表例として実施例１５における凝固温
度測定結果を示す。その解析結果によれば約１４１２℃
である。また図２は比較例７（ＪＩＳ Ｇ５１２１に規
定するＳＣＳ２４）の凝固温度を示し、その解析結果に
よれば約１４４９℃である。従って実施例１５と比較例
７との温度差は約３７℃であり、これは実施例１５の珪
素含有量が比較例７に比べて多いため、鋳造性として優
れた値を示したものと考えられる。
流れ性）を示す値として凝固温度がある。図１に上記２
２種の実施例の代表例として実施例１５における凝固温
度測定結果を示す。その解析結果によれば約１４１２℃
である。また図２は比較例７（ＪＩＳ Ｇ５１２１に規
定するＳＣＳ２４）の凝固温度を示し、その解析結果に
よれば約１４４９℃である。従って実施例１５と比較例
７との温度差は約３７℃であり、これは実施例１５の珪
素含有量が比較例７に比べて多いため、鋳造性として優
れた値を示したものと考えられる。
【００３４】更に表４は実施例３の熱膨張率の測定結果
を示す。
を示す。
【００３５】
【表４】
【００３６】更にまた表５は実施例３の高温硬さ試験結
果を示す。なお試験値はビッカース硬さを使用した。
果を示す。なお試験値はビッカース硬さを使用した。
【００３７】
【表５】
【００３８】更にまた図３は、実施例３の合金鋳鋼によ
り作製した前記１８ｍｍ角柱の試験片の破断後の一片を
示す外観図並びにその破断面を拡大して示す断面図であ
り、図４は同上破断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に
より観察した状態を示す拡大倍率を異ならせた二種の断
面図である。これにより脆性破壊は生ぜず、破断面全体
にわたって粒内破断が生じていることが観察される。
り作製した前記１８ｍｍ角柱の試験片の破断後の一片を
示す外観図並びにその破断面を拡大して示す断面図であ
り、図４は同上破断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に
より観察した状態を示す拡大倍率を異ならせた二種の断
面図である。これにより脆性破壊は生ぜず、破断面全体
にわたって粒内破断が生じていることが観察される。
【００３９】更にまた図５は、実施例３の合金鋳鋼を１
００倍及び４００倍に拡大して示す顕微鏡組織図であ
る。これにより微細なマルテサイト地が形成されている
ことが観察される。
００倍及び４００倍に拡大して示す顕微鏡組織図であ
る。これにより微細なマルテサイト地が形成されている
ことが観察される。
【００４０】
【発明の効果】本発明の産業機械部品用合金鋳鋼は、以
上のような構成を有するものであり、このような構成を
有することにより時効処理後の硬さがＨｓｃ６０以上と
なり、従来を上回る機能硬さが達成されるほか、凝固温
度が低くなり、優れた鋳造性が達成される。またこのこ
とは薄肉軽量の鋳鋼品の製造の可能性を示すものであ
り、製品コストの低廉化にも大いに貢献するものであ
る。
上のような構成を有するものであり、このような構成を
有することにより時効処理後の硬さがＨｓｃ６０以上と
なり、従来を上回る機能硬さが達成されるほか、凝固温
度が低くなり、優れた鋳造性が達成される。またこのこ
とは薄肉軽量の鋳鋼品の製造の可能性を示すものであ
り、製品コストの低廉化にも大いに貢献するものであ
る。
【図１】実施例１５の凝固温度の測定結果を示すグラフ
である。
である。
【図２】比較例７の凝固温度の測定結果を示すグラフで
ある。
ある。
【図３】実施例３の合金鋳鋼により作成した試験片の破
断後の一片を示す外観図並びにその破断面を拡大して示
す断面図である。
断後の一片を示す外観図並びにその破断面を拡大して示
す断面図である。
【図４】同上破断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によ
り観察した状態を示す拡大倍率を異ならせた二種の断面
図である。
り観察した状態を示す拡大倍率を異ならせた二種の断面
図である。
【図５】実施例３の合金鋳鋼を１００倍及び４００倍に
拡大して示す顕微鏡組織図である。
拡大して示す顕微鏡組織図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 鉄に対して所定重量％の炭素と、所定重
量％の他の合金元素群と、不可避の不純物とを含有させ
て成るマルテンサイト系の合金鋳鋼において、前記合金
鋳鋼は、炭素及び他の合金元素群の重量％をＣが０．０
２〜０．２％、Ｓｉが２．５〜４．５％、Ｍｎが０．５
〜３．０％、Ｎｉが６．０〜８．０％、Ｃｒが７．０〜
１３．０％、Ｍｏが０．５〜３．５％、Ｃｕが０．５〜
３．５％、Ｎｂが０．２〜２．０％、Ｎが０．０１〜
０．０５％となるようにそれぞれ設定するとともに、鋳
造後において固溶化熱処理を施し、更にその後、時効硬
化させて成ることを特徴とする産業機械部品用合金鋳
鋼。 - 【請求項２】 前記他の合金元素群には、更に重量％が
０．００１〜０．００５％のＢが含有されていることを
特徴とする請求項１記載の産業機械部品用合金鋳鋼。 - 【請求項３】 前記他の合金元素群には、更に重量％が
０．５％以下のＶが含有されていることを特徴とする請
求項１または２記載の産業機械部品用合金鋳鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22712195A JPH0953160A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 産業機械部品用合金鋳鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22712195A JPH0953160A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 産業機械部品用合金鋳鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953160A true JPH0953160A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16855815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22712195A Pending JPH0953160A (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 産業機械部品用合金鋳鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0953160A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001079576A1 (en) * | 2000-04-18 | 2001-10-25 | Crs Holdings, Inc. | High-strength precipitation-hardenable stainless steel suitable for casting in air |
| WO2010098256A1 (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-02 | 山形県 | マルテンサイト鋳鋼材及びマルテンサイト鋳鋼品の製造方法 |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP22712195A patent/JPH0953160A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001079576A1 (en) * | 2000-04-18 | 2001-10-25 | Crs Holdings, Inc. | High-strength precipitation-hardenable stainless steel suitable for casting in air |
| WO2010098256A1 (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-02 | 山形県 | マルテンサイト鋳鋼材及びマルテンサイト鋳鋼品の製造方法 |
| US8394319B2 (en) | 2009-02-24 | 2013-03-12 | Yamagataken | Martensitic-steel casting material and process for producing martensitic cast steel product |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040331 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060815 |
|
| A521 | Written amendment |
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