JPH10324945A - 強靭性球状黒鉛鋳鉄材 - Google Patents
強靭性球状黒鉛鋳鉄材Info
- Publication number
- JPH10324945A JPH10324945A JP9337839A JP33783997A JPH10324945A JP H10324945 A JPH10324945 A JP H10324945A JP 9337839 A JP9337839 A JP 9337839A JP 33783997 A JP33783997 A JP 33783997A JP H10324945 A JPH10324945 A JP H10324945A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cast iron
- weight
- silicon
- molybdenum
- iron material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/04—Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 全炭素，珪素，モリブデン，および銅の含量
を調整して、靭性が優れ、軽量で自動車の下部懸架アー
ム用として有用な、球状の黒鉛を含有する鋳鉄材を提供
する。 【解決手段】 必須の添加成分として、炭素、珪素、マ
ンガン、燐、硫黄及びマグネシウムを、また選択的添加
成分として、モリブデン及び銅を添加して成る鋳鉄材に
おいて、その添加量が、全炭素２．５〜３．５重量％、
珪素３．５〜４．５重量％、マンガン、０．０１〜０．
６重量％、モリブデン０．０５〜０．７重量％及び銅
０．１〜０．４重量％であることを特徴とする強靭性球
状黒鉛鋳鉄材。
を調整して、靭性が優れ、軽量で自動車の下部懸架アー
ム用として有用な、球状の黒鉛を含有する鋳鉄材を提供
する。 【解決手段】 必須の添加成分として、炭素、珪素、マ
ンガン、燐、硫黄及びマグネシウムを、また選択的添加
成分として、モリブデン及び銅を添加して成る鋳鉄材に
おいて、その添加量が、全炭素２．５〜３．５重量％、
珪素３．５〜４．５重量％、マンガン、０．０１〜０．
６重量％、モリブデン０．０５〜０．７重量％及び銅
０．１〜０．４重量％であることを特徴とする強靭性球
状黒鉛鋳鉄材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強靭性の球状黒鉛
を含有する鋳鉄並びに該鋳鉄から成る板、管、シャフ
ト、バネ材等の材料から成る鋳鉄材に関するもので、よ
り詳細には炭素、珪素、マンガン、燐、硫黄、マグネシ
ウム、モリブデン、及び銅からなる添加成分を含み、か
つ球状黒鉛を含有する鋳鉄において、全炭素、珪素、モ
リブデン、及び銅の含量を調節して、強度と靭性が優れ
て自動車の下部懸架アーム（lower suspension arm）用
として有用な球状黒鉛鋳鉄並びに該鋳鉄から成る材料
（以下、これらを合わせて鋳鉄材と称する。）に関する
ものである。
を含有する鋳鉄並びに該鋳鉄から成る板、管、シャフ
ト、バネ材等の材料から成る鋳鉄材に関するもので、よ
り詳細には炭素、珪素、マンガン、燐、硫黄、マグネシ
ウム、モリブデン、及び銅からなる添加成分を含み、か
つ球状黒鉛を含有する鋳鉄において、全炭素、珪素、モ
リブデン、及び銅の含量を調節して、強度と靭性が優れ
て自動車の下部懸架アーム（lower suspension arm）用
として有用な球状黒鉛鋳鉄並びに該鋳鉄から成る材料
（以下、これらを合わせて鋳鉄材と称する。）に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】懸架アーム（suspension arm）は、ニー
アクション（knee action ）構造において、車輪（whee
l ）を支持するアーム金属として上下に２つのアームを
持っている。その中で、下部アーム（lower arm ）は車
体の下部に露出しているので、凹凸路面の衝撃に耐える
強靭性と冬季に道路の凍結防止のために使用される融雪
塩に耐える耐蝕性が必要である。従来の懸架下部アーム
は、鋼板プレス溶接や鋳鉄材により製造されているが、
その中で鋼板プレス溶接の場合には、溶接部に応力が集
中して応力腐食亀裂などを生じ、その影響による早期の
疲労破壊が発生する。
アクション（knee action ）構造において、車輪（whee
l ）を支持するアーム金属として上下に２つのアームを
持っている。その中で、下部アーム（lower arm ）は車
体の下部に露出しているので、凹凸路面の衝撃に耐える
強靭性と冬季に道路の凍結防止のために使用される融雪
塩に耐える耐蝕性が必要である。従来の懸架下部アーム
は、鋼板プレス溶接や鋳鉄材により製造されているが、
その中で鋼板プレス溶接の場合には、溶接部に応力が集
中して応力腐食亀裂などを生じ、その影響による早期の
疲労破壊が発生する。
【０００３】鋳鉄（cast iron ）とは、鋳物用銑鉄を原
料として溶融、精製された珪素を含有する高炭素鉄であ
り、鉄−炭素系の状態図でγ鉄に対する炭素の最大可溶
容量よりも多い炭素を添加したものをいう。標準組成に
おける添加元素及びその量は、炭素３〜４重量％、珪素
２〜３重量％、マンガン０．２〜０．６重量％、燐重量
０．１％以下、硫黄０．０５重量％以下、及びマグネシ
ウム０．０３重量％以上である。その他、珪素、ニッケ
ル、モリブデン、マンガンなどが特に多く含まれている
合金鋳鉄がある。一般に、鋳鉄の性質はその内部に析出
する黒鉛の形状により大きく左右される。即ち、大きい
片状の黒鉛が存在すると、材料の強度を弱くするが、析
出する黒鉛が球状であるノジュラ鋳鉄は強度が相当に強
くなる。普通の鋳鉄の引張強度は１００〜３５０ＭＰａ
と弱いが、圧縮には強い。使用温度の範囲は４００〜５
００℃であり、この温度より高いと、かさが膨張して変
形を起こす。この変形を防止して高温特性を改善するた
めに、ニッケルやモリブデンを添加した耐熱鋳鉄があ
る。鋳鉄は、耐摩耗性が優れて水道本管、ピストンリン
グ、クランクシャプト、シリンダーライナー、ブレーク
ドラムなどに使用されて来た。
料として溶融、精製された珪素を含有する高炭素鉄であ
り、鉄−炭素系の状態図でγ鉄に対する炭素の最大可溶
容量よりも多い炭素を添加したものをいう。標準組成に
おける添加元素及びその量は、炭素３〜４重量％、珪素
２〜３重量％、マンガン０．２〜０．６重量％、燐重量
０．１％以下、硫黄０．０５重量％以下、及びマグネシ
ウム０．０３重量％以上である。その他、珪素、ニッケ
ル、モリブデン、マンガンなどが特に多く含まれている
合金鋳鉄がある。一般に、鋳鉄の性質はその内部に析出
する黒鉛の形状により大きく左右される。即ち、大きい
片状の黒鉛が存在すると、材料の強度を弱くするが、析
出する黒鉛が球状であるノジュラ鋳鉄は強度が相当に強
くなる。普通の鋳鉄の引張強度は１００〜３５０ＭＰａ
と弱いが、圧縮には強い。使用温度の範囲は４００〜５
００℃であり、この温度より高いと、かさが膨張して変
形を起こす。この変形を防止して高温特性を改善するた
めに、ニッケルやモリブデンを添加した耐熱鋳鉄があ
る。鋳鉄は、耐摩耗性が優れて水道本管、ピストンリン
グ、クランクシャプト、シリンダーライナー、ブレーク
ドラムなどに使用されて来た。
【０００４】一方、このような鋳鉄を用いて懸架下部ア
ームを鋳造する場合、薄肉鋳造が可能で設計構造的に軽
量、小型化が容易で乗車感を快適にさせ、操縦安定性を
向上させることができる。しかし、従来の鋳鉄材は靭性
が不足して路面衝撃時に破壊される可能性があった。
ームを鋳造する場合、薄肉鋳造が可能で設計構造的に軽
量、小型化が容易で乗車感を快適にさせ、操縦安定性を
向上させることができる。しかし、従来の鋳鉄材は靭性
が不足して路面衝撃時に破壊される可能性があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来の球状黒鉛含有鋳鉄材の問題点を解決するため
に、全炭素、珪素、モリブデン、及び銅の含量を調節し
て靭性並びに耐蝕性が優れ、従来の鋼板プレス製品に比
べて経済的であり、軽量の球状黒鉛鋳鉄材を提供するこ
とをその目的とする。
な従来の球状黒鉛含有鋳鉄材の問題点を解決するため
に、全炭素、珪素、モリブデン、及び銅の含量を調節し
て靭性並びに耐蝕性が優れ、従来の鋼板プレス製品に比
べて経済的であり、軽量の球状黒鉛鋳鉄材を提供するこ
とをその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、必須の添加成
分として、炭素、珪素、マンガン、燐、硫黄及びマグネ
シウムを、また選択的添加成分として、モリブデン及び
銅を添加して成る鋳鉄材において、その添加量が全炭素
２．５〜３．５重量％、珪素３．５〜４．５重量％、マ
ンガン０．０１〜０．６重量％、モリブデン０．０５〜
０．７重量％、及び銅０．１〜０．４重量％であること
を特徴とする強靭性球状黒鉛鋳鉄材並びに鋳鉄材に関す
るものである。
分として、炭素、珪素、マンガン、燐、硫黄及びマグネ
シウムを、また選択的添加成分として、モリブデン及び
銅を添加して成る鋳鉄材において、その添加量が全炭素
２．５〜３．５重量％、珪素３．５〜４．５重量％、マ
ンガン０．０１〜０．６重量％、モリブデン０．０５〜
０．７重量％、及び銅０．１〜０．４重量％であること
を特徴とする強靭性球状黒鉛鋳鉄材並びに鋳鉄材に関す
るものである。
【０００７】このような本発明を更に詳細に説明すれ
ば、次の通りである。本発明は、靭性が優れて自動車の
下部懸架アームに適合した球状の黒鉛鋳鉄並びに鋳鉄材
料（鋳鉄材）に関するものである。本発明においては、
炭素は球状の黒鉛としてγ鉄の組成中に微分散して析出
し、鋳鉄中に含む全炭素量は、２．５〜３．５重量％で
ある。その含量が２．５重量％以下であると炭和物が晶
出し、３．５重量％を超えると炭素分がドロス（dross
）として析出する欠陥が発生する。
ば、次の通りである。本発明は、靭性が優れて自動車の
下部懸架アームに適合した球状の黒鉛鋳鉄並びに鋳鉄材
料（鋳鉄材）に関するものである。本発明においては、
炭素は球状の黒鉛としてγ鉄の組成中に微分散して析出
し、鋳鉄中に含む全炭素量は、２．５〜３．５重量％で
ある。その含量が２．５重量％以下であると炭和物が晶
出し、３．５重量％を超えると炭素分がドロス（dross
）として析出する欠陥が発生する。
【０００８】珪素の含量は、鋳鉄全体に対し３．５〜
４．５重量％である。その含量が３．５重量％以下であ
れば、パーライト（pearlite）の析出量過剰のため靭性
が低下し、４．５重量を超えるとフェライト（ferrite
）の中に珪素高容量物が増加して靭性を低くする問題
がある。また、選択的添加成分としての銅及びモリブデ
ンについては、銅は強度を向上させるものであり、添加
する場合、その添加量は０．４重量％以下好ましくは、
０．０１〜０．４重量％である。０．４重量％を超える
と靭性が低くなる。また、モリブデンは強度を向上させ
るために添加するものであり、添加する場合、その添加
量は０．０５〜０．７重量％である。その含量が０．０
５重量％以下であれば強度が低下し、０．７重量％を超
えると靭性が低くなる問題がある。
４．５重量％である。その含量が３．５重量％以下であ
れば、パーライト（pearlite）の析出量過剰のため靭性
が低下し、４．５重量を超えるとフェライト（ferrite
）の中に珪素高容量物が増加して靭性を低くする問題
がある。また、選択的添加成分としての銅及びモリブデ
ンについては、銅は強度を向上させるものであり、添加
する場合、その添加量は０．４重量％以下好ましくは、
０．０１〜０．４重量％である。０．４重量％を超える
と靭性が低くなる。また、モリブデンは強度を向上させ
るために添加するものであり、添加する場合、その添加
量は０．０５〜０．７重量％である。その含量が０．０
５重量％以下であれば強度が低下し、０．７重量％を超
えると靭性が低くなる問題がある。
【０００９】その他、一般の鋳鉄中に通常含まれる元素
としては、燐、硫黄、マグネシウムがあるが、その含量
は、従来の通常の球状黒鉛鋳鉄と同様であり、その含量
としては、０．１重量％以下好ましくは０．０１〜０．
１重量％の燐、０．０１重量％以下好ましくは０．００
５〜０．０１重量％の硫黄、及び０．０３重量％以上好
ましくは０．０３〜０．１重量％のマグネシウムであ
る。上記のような含量からなるものが強度および靭性を
同時に高めて望ましい。
としては、燐、硫黄、マグネシウムがあるが、その含量
は、従来の通常の球状黒鉛鋳鉄と同様であり、その含量
としては、０．１重量％以下好ましくは０．０１〜０．
１重量％の燐、０．０１重量％以下好ましくは０．００
５〜０．０１重量％の硫黄、及び０．０３重量％以上好
ましくは０．０３〜０．１重量％のマグネシウムであ
る。上記のような含量からなるものが強度および靭性を
同時に高めて望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例にもとづい
て詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例により
限定されるものではない。 ［実施例１〜４及び比較例１〜３］次の表１に示したよ
うな添加成分とその含量組成で砂型鋳造による方法で自
動車の懸架下部アームを製造した。
て詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例により
限定されるものではない。 ［実施例１〜４及び比較例１〜３］次の表１に示したよ
うな添加成分とその含量組成で砂型鋳造による方法で自
動車の懸架下部アームを製造した。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【発明の効果】前述したように、炭素、珪素、モリブデ
ン、及び銅の含量を適宜に調節して製造された本発明の
球状黒鉛鋳鉄材は強度及び靭性が優れて自動車の懸架下
部アームをはじめ、高靭性が要求される自動車の部品そ
の他に有用に使用可能である。
ン、及び銅の含量を適宜に調節して製造された本発明の
球状黒鉛鋳鉄材は強度及び靭性が優れて自動車の懸架下
部アームをはじめ、高靭性が要求される自動車の部品そ
の他に有用に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるそれぞれの引張強度、降
状強度、硬度及び伸率を示すバーグラフである。
状強度、硬度及び伸率を示すバーグラフである。
【図２】疲労強度に対する応力と破断への反復数（cycl
es to failure ）の間の関係を示すグラフである。
es to failure ）の間の関係を示すグラフである。
【図３】本発明のマイクロ構造を示す拡大された電子顕
微鏡写真（倍率：×１００）である。
微鏡写真（倍率：×１００）である。
Claims (1)
- 【請求項１】 必須の添加成分として、炭素、珪素、マ
ンガン、燐、硫黄及びマグネシウムを、また選択的添加
成分としてモリブデン及び銅を添加して成る鋳鉄材にお
いて、その添加量が、全炭素２．５〜３．５重量％、珪
素３．５〜４．５重量％、マンガン０．０１〜０．６重
量％、モリブデン０．０５〜０．７重量％及び銅０．１
〜０．４重量％であることを特徴とする強靭性球状黒鉛
鋳鉄材。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960056183A KR19980037433A (ko) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 구상흑연 주철재 |
| KR1996P56183 | 1996-11-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10324945A true JPH10324945A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=19482955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9337839A Pending JPH10324945A (ja) | 1996-11-21 | 1997-11-21 | 強靭性球状黒鉛鋳鉄材 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10324945A (ja) |
| KR (1) | KR19980037433A (ja) |
| DE (1) | DE19751279A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9822433B2 (en) | 2013-06-28 | 2017-11-21 | Kabushiki Kaisha Riken | Spheroidal graphite cast iron |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040105278A (ko) * | 2003-06-04 | 2004-12-16 | 현대자동차주식회사 | 자동차의 엔진 배기계용 주철 조성물 |
| WO2013122248A1 (ja) * | 2012-02-17 | 2013-08-22 | 本田技研工業株式会社 | 鋳鉄およびブレーキ部品 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2048656B1 (es) * | 1992-07-09 | 1994-10-16 | Frenos Electricos Unidos Sa | Rotores inducidos de ralentizadores electromagneticos fabricados con fundiciones nodulares ferriticas. |
-
1996
- 1996-11-21 KR KR1019960056183A patent/KR19980037433A/ko not_active Application Discontinuation
-
1997
- 1997-11-19 DE DE19751279A patent/DE19751279A1/de not_active Ceased
- 1997-11-21 JP JP9337839A patent/JPH10324945A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9822433B2 (en) | 2013-06-28 | 2017-11-21 | Kabushiki Kaisha Riken | Spheroidal graphite cast iron |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19980037433A (ko) | 1998-08-05 |
| DE19751279A1 (de) | 1998-05-28 |
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