JPH11279681A - 高強度鋳鉄 - Google Patents
高強度鋳鉄Info
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- JPH11279681A JPH11279681A JP10061898A JP10061898A JPH11279681A JP H11279681 A JPH11279681 A JP H11279681A JP 10061898 A JP10061898 A JP 10061898A JP 10061898 A JP10061898 A JP 10061898A JP H11279681 A JPH11279681 A JP H11279681A
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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】
【課題】 高強度鋳鉄におけるチル組織の発生を抑制す
る。 【解決手段】 高強度鋳鉄の成分を、重量比率で、Ｃ
：２．８〜３．８％、Ｓｉ：１．５〜２．５％、Ｍ
ｎ：０．４〜０．８％、Ｓ ：０．０１〜０．１５％、
Ｃｒ：０．１〜１．０％、Ｍｏ：０．１〜１．０％、Ｃ
ｕ：０．１〜１．０％、Ｃｅ：０．０２〜０．３％とす
る。
る。 【解決手段】 高強度鋳鉄の成分を、重量比率で、Ｃ
：２．８〜３．８％、Ｓｉ：１．５〜２．５％、Ｍ
ｎ：０．４〜０．８％、Ｓ ：０．０１〜０．１５％、
Ｃｒ：０．１〜１．０％、Ｍｏ：０．１〜１．０％、Ｃ
ｕ：０．１〜１．０％、Ｃｅ：０．０２〜０．３％とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高強度を有する鋳
鉄に関する。
鉄に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、高強度を有する片状黒鉛鋳鉄を
製造する場合には、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｖ等の合
金元素を鉄素材に添加したり、鉄素材に含まれる炭素当
量：ＣＥ＝全炭素量（％）＋０．３×〔Ｓｉ（％）＋Ｐ
（％）〕を低減させるようにしているが、鋳造時に炭化
物が析出しやすいため、とくに鋳造品の薄肉部や隅肉部
にチル組織がみられ、機械加工時の切削性不良やチル組
織部分の脆化といった問題があった。
製造する場合には、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｖ等の合
金元素を鉄素材に添加したり、鉄素材に含まれる炭素当
量：ＣＥ＝全炭素量（％）＋０．３×〔Ｓｉ（％）＋Ｐ
（％）〕を低減させるようにしているが、鋳造時に炭化
物が析出しやすいため、とくに鋳造品の薄肉部や隅肉部
にチル組織がみられ、機械加工時の切削性不良やチル組
織部分の脆化といった問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高強度鋳鉄
におけるチル組織の発生を抑制しようとするものであ
る。
におけるチル組織の発生を抑制しようとするものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このため、本発明にかか
る高強度鋳鉄は、重量比率で、 Ｃ ：２．８〜３．８％ Ｓｉ：１．５〜２．５％ Ｍｎ：０．４〜０．８％ Ｓ ：０．０１〜０．１５％ Ｃｒ：０．１〜１．０％ Ｍｏ：０．１〜１．０％ Ｃｕ：０．１〜１．０％ Ｃｅ：０．０２〜０．３％ が添加されている。
る高強度鋳鉄は、重量比率で、 Ｃ ：２．８〜３．８％ Ｓｉ：１．５〜２．５％ Ｍｎ：０．４〜０．８％ Ｓ ：０．０１〜０．１５％ Ｃｒ：０．１〜１．０％ Ｍｏ：０．１〜１．０％ Ｃｕ：０．１〜１．０％ Ｃｅ：０．０２〜０．３％ が添加されている。
【０００５】すなわち、合金鋳鉄に硫黄Ｓ及び希土類元
素の一つであるセリウムＣｅを添加することにより、そ
れらの化合物ＣｅＳまたはＣｅ2 Ｓ3 が溶湯中に生成す
るので、この化合物が黒鉛晶出の核となって、片状黒鉛
組織の改善及び共晶セル数の増加がなされ、従って、チ
ル組織を発生させやすいＣｒ、Ｍｏ等の元素が高強度を
得るために添加されていても、チル組織の発生を効果的
に抑制することができ、かつ、引張強度を向上させるこ
とができる。
素の一つであるセリウムＣｅを添加することにより、そ
れらの化合物ＣｅＳまたはＣｅ2 Ｓ3 が溶湯中に生成す
るので、この化合物が黒鉛晶出の核となって、片状黒鉛
組織の改善及び共晶セル数の増加がなされ、従って、チ
ル組織を発生させやすいＣｒ、Ｍｏ等の元素が高強度を
得るために添加されていても、チル組織の発生を効果的
に抑制することができ、かつ、引張強度を向上させるこ
とができる。
【０００６】ちなみに、上記成分からＣｅが除外された
高強度鋳鉄（以下、高強度無添加鋳鉄という）による鋳
造品表面の単位平方ｃｍ当り共晶セル数が例えば１３６
であるのに対し、上記成分でＣｅが０．０２％である高
強度鋳鉄の場合と０．０４％である高強度鋳鉄の場合と
では、鋳造品表面の単位平方ｃｍ当り共晶セル数が例え
ばそれぞれ３７０と４３５となっていて、Ｃｅの添加に
より共晶セル数が格段に増加している。
高強度鋳鉄（以下、高強度無添加鋳鉄という）による鋳
造品表面の単位平方ｃｍ当り共晶セル数が例えば１３６
であるのに対し、上記成分でＣｅが０．０２％である高
強度鋳鉄の場合と０．０４％である高強度鋳鉄の場合と
では、鋳造品表面の単位平方ｃｍ当り共晶セル数が例え
ばそれぞれ３７０と４３５となっていて、Ｃｅの添加に
より共晶セル数が格段に増加している。
【０００７】また、高強度鋳鉄におけるＣｅ成分と鋳造
品でのチル組織発生状況との関連性を説明すると、内部
空間がくさび形のシェル鋳型における一端面を鉄板で形
成し、その鋳型に高強度鋳鉄の溶湯を注入することによ
り、上記鉄板にくさび形の先端が接する状態で試験片を
鋳造し、その試験片の上記先端部分に強制的に発生させ
たチル組織の深さが、図１に例示されているように、高
強度無添加鋳鉄では１５ｍｍ以上となって、チル組織が
比較的深くまで成長するのに対し、上記成分でＣｅが
０．０２〜０．０４％の場合には、発生したチル組織の
深さが２〜７ｍｍ程度と大幅に減少しており、Ｃｅの添
加によって鋳造品にチル組織が発生しにくくなっている
ことが判る。
品でのチル組織発生状況との関連性を説明すると、内部
空間がくさび形のシェル鋳型における一端面を鉄板で形
成し、その鋳型に高強度鋳鉄の溶湯を注入することによ
り、上記鉄板にくさび形の先端が接する状態で試験片を
鋳造し、その試験片の上記先端部分に強制的に発生させ
たチル組織の深さが、図１に例示されているように、高
強度無添加鋳鉄では１５ｍｍ以上となって、チル組織が
比較的深くまで成長するのに対し、上記成分でＣｅが
０．０２〜０．０４％の場合には、発生したチル組織の
深さが２〜７ｍｍ程度と大幅に減少しており、Ｃｅの添
加によって鋳造品にチル組織が発生しにくくなっている
ことが判る。
【０００８】さらに、同一形状の鋳造品における隅肉部
表面をナイタールエッチングして１００倍に拡大した場
合、高強度無添加鋳鉄では図２（Ａ）に示されているよ
うにチル組織が明らかに発生しているのに対し、上記成
分でＣｅが０．０４％である高強度鋳鉄では、図２
（Ｂ）に示されているようにチル組織の発生がみられ
ず、従って、Ｃｅの添加によって鋳造品にチル組織が発
生しにくくなったことがよく理解できる。なお、上記成
分でＣｅが０．３％程度までの場合は鋳造品にチル組織
が発生しにくいが、Ｃｅが０．３％程度を越えると、再
びチル組織が増加して好ましくないので、高強度鋳鉄に
おけるＣｅの成分は０．０２〜０．３％が適当であり、
さらにいえば、Ｃｅの成分は０．０２〜０．０８％程度
が好ましく、とくに、０．０２〜０．０５％が望まし
い。
表面をナイタールエッチングして１００倍に拡大した場
合、高強度無添加鋳鉄では図２（Ａ）に示されているよ
うにチル組織が明らかに発生しているのに対し、上記成
分でＣｅが０．０４％である高強度鋳鉄では、図２
（Ｂ）に示されているようにチル組織の発生がみられ
ず、従って、Ｃｅの添加によって鋳造品にチル組織が発
生しにくくなったことがよく理解できる。なお、上記成
分でＣｅが０．３％程度までの場合は鋳造品にチル組織
が発生しにくいが、Ｃｅが０．３％程度を越えると、再
びチル組織が増加して好ましくないので、高強度鋳鉄に
おけるＣｅの成分は０．０２〜０．３％が適当であり、
さらにいえば、Ｃｅの成分は０．０２〜０．０８％程度
が好ましく、とくに、０．０２〜０．０５％が望まし
い。
【０００９】次に、上記のようにＣｅ成分を含んだ高強
度鋳鉄の製造法について説明する。溶解炉または保持炉
における鋳鉄の元湯に対してＭｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕの
合金元素を添加すると共に、Ｓを添加して成分調整を行
った後、溶解炉または保持炉からとりべへ注入された溶
湯に、Ｆｅ、Ｓｉ、及び、Ｃｅを含んだ希土類元素の粒
状合金を投入してさらに成分調整し、その後に除滓して
から溶湯を分析することにより、溶湯の成分が上記成分
範囲に含まれるように最終調整が行われたことを確認
し、かつ、湯温が計測された後、鋳型へ注湯されて鋳物
が製造される。
度鋳鉄の製造法について説明する。溶解炉または保持炉
における鋳鉄の元湯に対してＭｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕの
合金元素を添加すると共に、Ｓを添加して成分調整を行
った後、溶解炉または保持炉からとりべへ注入された溶
湯に、Ｆｅ、Ｓｉ、及び、Ｃｅを含んだ希土類元素の粒
状合金を投入してさらに成分調整し、その後に除滓して
から溶湯を分析することにより、溶湯の成分が上記成分
範囲に含まれるように最終調整が行われたことを確認
し、かつ、湯温が計測された後、鋳型へ注湯されて鋳物
が製造される。
【００１０】上記のように成分が調整された鋳造品は、
引張強度が例えば約３００〜４００ＭＰａのように大き
く、かつ、チル組織の発生抑制により上記引張強度が安
定的に確保されると同時に、機械加工時の切削性を常に
良好に保つことが可能となり、かつ、部分的な脆化組織
の発生を防止することができる。
引張強度が例えば約３００〜４００ＭＰａのように大き
く、かつ、チル組織の発生抑制により上記引張強度が安
定的に確保されると同時に、機械加工時の切削性を常に
良好に保つことが可能となり、かつ、部分的な脆化組織
の発生を防止することができる。
【００１１】
【実施例】（１）ＣＥ値：４．０５〜４．１１の鋳鉄に
おける成分が、重量比率で、 Ｃ ：３．３４〜３．４１％ Ｓｉ：２．０９〜２．１２％ Ｍｎ：０．６７〜０．６９％ Ｓ ：０．０５１〜０．０５４％ Ｃｒ：０．３８〜０．４０％ Ｍｏ：０．２７〜０．３４％ Ｃｕ：０．５５〜０．５９％ Ｃｅ：０．０５％ の場合、鋳造品の引張強度は３００〜３９０ＭＰａで、
鋳造品の表面にはチル組織がみられなかった。
おける成分が、重量比率で、 Ｃ ：３．３４〜３．４１％ Ｓｉ：２．０９〜２．１２％ Ｍｎ：０．６７〜０．６９％ Ｓ ：０．０５１〜０．０５４％ Ｃｒ：０．３８〜０．４０％ Ｍｏ：０．２７〜０．３４％ Ｃｕ：０．５５〜０．５９％ Ｃｅ：０．０５％ の場合、鋳造品の引張強度は３００〜３９０ＭＰａで、
鋳造品の表面にはチル組織がみられなかった。
【００１２】（２）ＣＥ値：３．９４の鋳鉄における成
分が、重量比率で、 Ｃ ：３．２９％ Ｓｉ：１．９６％ Ｍｎ：０．６８％ Ｓ ：０．０５６％ Ｃｒ：０．２２％ Ｍｏ：０．２５％ Ｃｕ：０．５３％ Ｃｅ：０．０２６％ の場合、前記くさび形試験片の先端部分に強制的に発生
させたチル組織の深さは５．０ｍｍで、鋳造品の引張強
度は３３８〜３６７ＭＰａであり、鋳造品の表面にはチ
ル組織がみられなかった。
分が、重量比率で、 Ｃ ：３．２９％ Ｓｉ：１．９６％ Ｍｎ：０．６８％ Ｓ ：０．０５６％ Ｃｒ：０．２２％ Ｍｏ：０．２５％ Ｃｕ：０．５３％ Ｃｅ：０．０２６％ の場合、前記くさび形試験片の先端部分に強制的に発生
させたチル組織の深さは５．０ｍｍで、鋳造品の引張強
度は３３８〜３６７ＭＰａであり、鋳造品の表面にはチ
ル組織がみられなかった。
【００１３】（３）ＣＥ値：３．９７の鋳鉄における成
分が、重量比率で、 Ｃ ：３．３０％ Ｓｉ：２．００％ Ｍｎ：０．６７％ Ｓ ：０．０５５％ Ｃｒ：０．２８％ Ｍｏ：０．２３％ Ｃｕ：０．４８％ Ｃｅ：０．０２８％ の場合、前記くさび形試験片の先端部分に強制的に発生
させたチル組織の深さは３．０ｍｍで、鋳造品の引張強
度は３１３〜３４３ＭＰａであり、鋳造品の表面にはチ
ル組織がみられなかった。
分が、重量比率で、 Ｃ ：３．３０％ Ｓｉ：２．００％ Ｍｎ：０．６７％ Ｓ ：０．０５５％ Ｃｒ：０．２８％ Ｍｏ：０．２３％ Ｃｕ：０．４８％ Ｃｅ：０．０２８％ の場合、前記くさび形試験片の先端部分に強制的に発生
させたチル組織の深さは３．０ｍｍで、鋳造品の引張強
度は３１３〜３４３ＭＰａであり、鋳造品の表面にはチ
ル組織がみられなかった。
【００１４】（４）ＣＥ値：３．９２の鋳鉄における成
分が、重量比率で、 Ｃ ：３．２４％ Ｓｉ：２．０５％ Ｍｎ：０．６８％ Ｓ ：０．０４８％ Ｃｒ：０．３０％ Ｍｏ：０．２７％ Ｃｕ：０．６４％ Ｃｅ：０．０２５％ の場合、前記くさび形試験片の先端部分に強制的に発生
させたチル組織の深さは４．０ｍｍで、鋳造品の引張強
度は３７７〜４２０ＭＰａであり、鋳造品の表面にはチ
ル組織がみられなかった。
分が、重量比率で、 Ｃ ：３．２４％ Ｓｉ：２．０５％ Ｍｎ：０．６８％ Ｓ ：０．０４８％ Ｃｒ：０．３０％ Ｍｏ：０．２７％ Ｃｕ：０．６４％ Ｃｅ：０．０２５％ の場合、前記くさび形試験片の先端部分に強制的に発生
させたチル組織の深さは４．０ｍｍで、鋳造品の引張強
度は３７７〜４２０ＭＰａであり、鋳造品の表面にはチ
ル組織がみられなかった。
【００１５】
【発明の効果】本発明にかかる高強度鋳鉄においては、
引張強度が大きい上に、Ｃｅ成分の添加によりチル組織
の発生が抑制されているので、上記引張強度が安定的に
確保されると同時に、機械加工時の切削性を常に良好に
保つことが可能となる長所がある。
引張強度が大きい上に、Ｃｅ成分の添加によりチル組織
の発生が抑制されているので、上記引張強度が安定的に
確保されると同時に、機械加工時の切削性を常に良好に
保つことが可能となる長所がある。
【図１】本発明の実施例における組織分布図。
【図２】本発明の実施例と従来例との組織拡大図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古宮 尚美 福島県二本松市高田100番地 三菱自動車 テクノメタル株式会社内 (72)発明者 竹本 義明 福島県二本松市高田100番地 三菱自動車 テクノメタル株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 重量比率で、 Ｃ ：２．８〜３．８％ Ｓｉ：１．５〜２．５％ Ｍｎ：０．４〜０．８％ Ｓ ：０．０１〜０．１５％ Ｃｒ：０．１〜１．０％ Ｍｏ：０．１〜１．０％ Ｃｕ：０．１〜１．０％ Ｃｅ：０．０２〜０．３％ が添加された高強度鋳鉄。
- 【請求項２】 重量比率で、 Ｃ ：３．３４〜３．４１％ Ｓｉ：２．０９〜２．１２％ Ｍｎ：０．６７〜０．６９％ Ｓ ：０．０５１〜０．０５４％ Ｃｒ：０．３８〜０．４０％ Ｍｏ：０．２７〜０．３４％ Ｃｕ：０．５５〜０．５９％ Ｃｅ：０．０５％ が添加された高強度鋳鉄。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10061898A JP3939014B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 高強度鋳鉄 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10061898A JP3939014B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 高強度鋳鉄 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11279681A true JPH11279681A (ja) | 1999-10-12 |
| JP3939014B2 JP3939014B2 (ja) | 2007-06-27 |
Family
ID=14278838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10061898A Expired - Fee Related JP3939014B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 高強度鋳鉄 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3939014B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2486273C1 (ru) * | 2012-06-14 | 2013-06-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
| CN103388104A (zh) * | 2012-05-11 | 2013-11-13 | 上海世传金属材料研发中心 | 一种耐热合金及其制备方法 |
| CN103614612A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-03-05 | 郑州机械研究所 | 高强度高弹性模量低应力铸态球墨铸铁及其制造方法 |
| CN103774035A (zh) * | 2014-01-15 | 2014-05-07 | 王会智 | 一种中铬铸铁磨球及其浇铸方法 |
| RU2623846C1 (ru) * | 2016-10-31 | 2017-06-29 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
| RU2626258C1 (ru) * | 2016-10-31 | 2017-07-25 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
| RU2637031C1 (ru) * | 2017-02-27 | 2017-11-29 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
-
1998
- 1998-03-27 JP JP10061898A patent/JP3939014B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103388104A (zh) * | 2012-05-11 | 2013-11-13 | 上海世传金属材料研发中心 | 一种耐热合金及其制备方法 |
| RU2486273C1 (ru) * | 2012-06-14 | 2013-06-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
| CN103614612A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-03-05 | 郑州机械研究所 | 高强度高弹性模量低应力铸态球墨铸铁及其制造方法 |
| CN103774035A (zh) * | 2014-01-15 | 2014-05-07 | 王会智 | 一种中铬铸铁磨球及其浇铸方法 |
| RU2623846C1 (ru) * | 2016-10-31 | 2017-06-29 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
| RU2626258C1 (ru) * | 2016-10-31 | 2017-07-25 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
| RU2637031C1 (ru) * | 2017-02-27 | 2017-11-29 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3939014B2 (ja) | 2007-06-27 |
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