JPS59193242A - 高珪素球状黒鉛鋳鉄 - Google Patents
高珪素球状黒鉛鋳鉄Info
- Publication number
- JPS59193242A JPS59193242A JP58067857A JP6785783A JPS59193242A JP S59193242 A JPS59193242 A JP S59193242A JP 58067857 A JP58067857 A JP 58067857A JP 6785783 A JP6785783 A JP 6785783A JP S59193242 A JPS59193242 A JP S59193242A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cast iron
- spheroidal graphite
- oxidation resistance
- graphite cast
- silicon
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- 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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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、内燃機関において燃焼した高温の排気ガスが
通過する内燃機関用排気ガス・マニホールドや過給機の
タービン・ハウジングなど高温強度と耐酸化性を必要と
する高珪素球状黒鉛鋳鉄に関する。
通過する内燃機関用排気ガス・マニホールドや過給機の
タービン・ハウジングなど高温強度と耐酸化性を必要と
する高珪素球状黒鉛鋳鉄に関する。
排気マニホールドや過給機のタービン・ハウジングには
、従来、表１にその一例を示すねずみ鋳鉄又はＪ工Ｓ規
格でＦＯＤ ４０やＦＣＤ４５として表示されるフェラ
イト系球状黒鉛鋳鉄７５り使用されていたが、排気ガス
温度の上昇とともに強度が不足踵かつとの強度不足に伴
って著しく酸化し、表面に大量の酸化スケールが発生す
るという問題が生じた。
、従来、表１にその一例を示すねずみ鋳鉄又はＪ工Ｓ規
格でＦＯＤ ４０やＦＣＤ４５として表示されるフェラ
イト系球状黒鉛鋳鉄７５り使用されていたが、排気ガス
温度の上昇とともに強度が不足踵かつとの強度不足に伴
って著しく酸化し、表面に大量の酸化スケールが発生す
るという問題が生じた。
これらの問題？解決するため、これまで珪素ケ４．０〜
４．５％に高めた高珪素球状黒鉛ツｊ鉄７５工開発され
ている。この材料の化学成分の一例ケ表１に示す。この
耐酸化性は、前証のねずみ鋳鉄がＦＣＤ ４０等のフェ
ライト系球状黒鉛鋳鉄に比較して優れているが、高温強
度が不十分である。
４．５％に高めた高珪素球状黒鉛ツｊ鉄７５工開発され
ている。この材料の化学成分の一例ケ表１に示す。この
耐酸化性は、前証のねずみ鋳鉄がＦＣＤ ４０等のフェ
ライト系球状黒鉛鋳鉄に比較して優れているが、高温強
度が不十分である。
一方、高温強度と耐酸化性の両者が優れた材料として表
１に化学成分の一例を示すニツケルゲ多月〜に含むオー
ステナイト系球状黒鉛鋳鉄があるが、この材料は、ニッ
ケルケ多発：に含むため、他の材料に比較して著しく高
価であるという問題奮有している。
１に化学成分の一例を示すニツケルゲ多月〜に含むオー
ステナイト系球状黒鉛鋳鉄があるが、この材料は、ニッ
ケルケ多発：に含むため、他の材料に比較して著しく高
価であるという問題奮有している。
本発明は、以上の諸点に鑑みてなされたもので、高珪素
球状黒鉛鋳鉄にほぼ匹敵で゛きる耐酸化性を有し、かつ
高珪素球状黒鉛鋳鉄よりも優れた高温強度紮示し、しか
もオーステナイト系球状黒鉛鋳鉄よシも安価な高珪素球
状黒鉛鋳鉄を提供するものである。
球状黒鉛鋳鉄にほぼ匹敵で゛きる耐酸化性を有し、かつ
高珪素球状黒鉛鋳鉄よりも優れた高温強度紮示し、しか
もオーステナイト系球状黒鉛鋳鉄よシも安価な高珪素球
状黒鉛鋳鉄を提供するものである。
すなわち本発明は、炭素２．８〜＆５％、珪素＆８〜４
．５％、マンガン０．４５％以下、リンα０５％以下、
硫黄α０２％以下、マグネシウムα０２〜［１０６チ、
クロムＱ、１〜［１，８チ、モリブデン０．８％以下を
含み、かつ１．８ ＞ ２Ｏｒ ＋Ｍｏ≧ ０．４の式
（式中の元素記号は元素の含有％を示す）音溝たし、残
シ鉄から成ることを特徴とする高温においても高い強度
と優れた耐酸化性ケ示す高珪素球状黒鉛鋳鉄に関するも
のである。
．５％、マンガン０．４５％以下、リンα０５％以下、
硫黄α０２％以下、マグネシウムα０２〜［１０６チ、
クロムＱ、１〜［１，８チ、モリブデン０．８％以下を
含み、かつ１．８ ＞ ２Ｏｒ ＋Ｍｏ≧ ０．４の式
（式中の元素記号は元素の含有％を示す）音溝たし、残
シ鉄から成ることを特徴とする高温においても高い強度
と優れた耐酸化性ケ示す高珪素球状黒鉛鋳鉄に関するも
のである。
本発明においては、耐酸化性ケ付与するために珪素紫五
８〜４．５％に増加させると同時に、高温強度を付与す
るためにクロムｙａ＋〜α８チ、モリブデンα８％以下
であって、かつ１．８≧２ｏｒ＋ Ｍ□≧（Ｌ４ の弐
を満たすように添加した。そして、クロム及びモリブデ
ンケ添加してもフェライト基地が確保できるようにマン
ガン、リン、硫黄及びマグネシウムの添加量會制限した
ものである。
８〜４．５％に増加させると同時に、高温強度を付与す
るためにクロムｙａ＋〜α８チ、モリブデンα８％以下
であって、かつ１．８≧２ｏｒ＋ Ｍ□≧（Ｌ４ の弐
を満たすように添加した。そして、クロム及びモリブデ
ンケ添加してもフェライト基地が確保できるようにマン
ガン、リン、硫黄及びマグネシウムの添加量會制限した
ものである。
本発明鋳鉄は、内燃機関用排気マニホールドや過給機の
タービン・ハウジングなどのように燃焼した高温の排気
ガ、スに曝らされる部材に適用できる。
タービン・ハウジングなどのように燃焼した高温の排気
ガ、スに曝らされる部材に適用できる。
本発明の最大の要点は、耐酸化性、高温強度及びコスト
の６点會同時に両立させるために、従来から耐酸化性が
優れていることが知られているフェライト基地を有する
高珪素球状黒鉛鋳鉄にクロム’（０，１〜０．８％、モ
リブデンα８％以下であって、かつ前記式を満たすよう
に添加することによって、高珪素球状黒鉛鋳鉄の高温強
度を一段と向上させたことであシ、添加させたクロム、
モリブデンは少量であるため、コスト的にもオーステナ
イト系球状黒鉛鋳鉄に比較して有利である。
の６点會同時に両立させるために、従来から耐酸化性が
優れていることが知られているフェライト基地を有する
高珪素球状黒鉛鋳鉄にクロム’（０，１〜０．８％、モ
リブデンα８％以下であって、かつ前記式を満たすよう
に添加することによって、高珪素球状黒鉛鋳鉄の高温強
度を一段と向上させたことであシ、添加させたクロム、
モリブデンは少量であるため、コスト的にもオーステナ
イト系球状黒鉛鋳鉄に比較して有利である。
なお、クロム及びモリブデンケ鋳鉄に添加してパーライ
ト基地音強化し、高温で高強度上水すパーライト鋳鉄全
作ることは公知の技術であるが、クロムは炭化物形成元
素であるため、これをフェライト系球状黒鉛鋳鉄に添加
すれば、延性や耐酸化性全低下させる遊離炭化物バーラ
イ）ｋ形成させ、またモリブデンもパーライト形成元素
であるため、これをフェライト系球状黒鉛鋳鉄に添加す
れば、その耐酸化性全低下させるために、これらをフェ
ライト系球状黒鉛鋳鉄に添加することは有害とされてい
た。
ト基地音強化し、高温で高強度上水すパーライト鋳鉄全
作ることは公知の技術であるが、クロムは炭化物形成元
素であるため、これをフェライト系球状黒鉛鋳鉄に添加
すれば、延性や耐酸化性全低下させる遊離炭化物バーラ
イ）ｋ形成させ、またモリブデンもパーライト形成元素
であるため、これをフェライト系球状黒鉛鋳鉄に添加す
れば、その耐酸化性全低下させるために、これらをフェ
ライト系球状黒鉛鋳鉄に添加することは有害とされてい
た。
そこで、本発明では、これらの問題点を克服し、且つ高
温強度會向上させるために、フェライト形成元素である
珪素會耐酸化性の向上も兼ねて五８〜４．５％に増加さ
せるとともに、炭化物及びパーライトの析出“全促進さ
せる元素であるマンガン’ｉ ０．４５％以下、リン奮
α０５％以下、硫黄會Ｑ、０２％以下、及びマグネシウ
ムヶ０．０２〜［１Ｌ０６％に押さえ、かつ高温強度奮
向上させるクロム會α１〜０．８％、モリブデン會０８
％以下であって、かつ前記式音溝たすように添加し、使
用状態でフェライト基地上９０％以上確保できるように
した。
温強度會向上させるために、フェライト形成元素である
珪素會耐酸化性の向上も兼ねて五８〜４．５％に増加さ
せるとともに、炭化物及びパーライトの析出“全促進さ
せる元素であるマンガン’ｉ ０．４５％以下、リン奮
α０５％以下、硫黄會Ｑ、０２％以下、及びマグネシウ
ムヶ０．０２〜［１Ｌ０６％に押さえ、かつ高温強度奮
向上させるクロム會α１〜０．８％、モリブデン會０８
％以下であって、かつ前記式音溝たすように添加し、使
用状態でフェライト基地上９０％以上確保できるように
した。
このように、クロムおよびモリブデン？上記したような
量的関係で添加しているため、本発明のフェライト基地
？有する高珪素球状黒鉛鋳鉄は、従来のフェライト基地
を有する高珪素球状黒鉛鋳鉄に比較して、特に高温強度
の同上が顕著である。
量的関係で添加しているため、本発明のフェライト基地
？有する高珪素球状黒鉛鋳鉄は、従来のフェライト基地
を有する高珪素球状黒鉛鋳鉄に比較して、特に高温強度
の同上が顕著である。
次に、本発明７表２及び表５に示す実施例に基づいて具
体的に説明する。
体的に説明する。
表２の１〜１２は、本発明鋳鉄の化学成分のうち、主要
元素である炭素、珪素、マンガン、クロム、モリブデン
及びマグネシウムの含有量ケ種々変化させたものと、そ
れらによって鋳造された鋳鉄の機械的性質及び酸化試験
の結果上水したものである。
元素である炭素、珪素、マンガン、クロム、モリブデン
及びマグネシウムの含有量ケ種々変化させたものと、そ
れらによって鋳造された鋳鉄の機械的性質及び酸化試験
の結果上水したものである。
機械的性質は、高周波誘導溶解炉によって溶解した溶湯
２ ＪＩＳ Ｂ号試験片に鋳造し、それからＪＩＳ Ｚ
２２０１の４号引張試験片を切出して試験した結果、
得られた値である。
２ ＪＩＳ Ｂ号試験片に鋳造し、それからＪＩＳ Ｚ
２２０１の４号引張試験片を切出して試験した結果、
得られた値である。
また、酸化増量値は、前記ＪＩＳ Ｂ号試験片から２０
Ｘ２５Ｘ５ｍの板状試験片ヶ切出し、９５０℃の電気炉
中に＋ ２５ Ｈｒ に静置し−その試験前後の重量
ｒ測定して算出したものである。
Ｘ２５Ｘ５ｍの板状試験片ヶ切出し、９５０℃の電気炉
中に＋ ２５ Ｈｒ に静置し−その試験前後の重量
ｒ測定して算出したものである。
表３は、表１及び表２に示す鋳鉄の６００℃における引
張性質紮示したものである。
張性質紮示したものである。
次に、各元素の範囲について、その規定理由を以下に記
す。
す。
■ 炭素：
炭素は、珪素とともに鋳鉄の組織ケ決定する最も重要な
元素である。炭素が２．８％未満になると、パーライト
組織が析出し、耐酸化性が低下するので、その下限’に
２．８％とする。
元素である。炭素が２．８％未満になると、パーライト
組織が析出し、耐酸化性が低下するので、その下限’に
２．８％とする。
また、本発明鋳鉄は、後記するごとく耐酸化性の向上に
最も寄与する珪素を最大４．５％含むので、炭素を５５
％よりも多く添加すると、それが溶解中に溶湯の表面に
浮上してカーボン・ドロスとなり、表面欠陥を発生させ
るので、炭素の上限’に３．８％とする。なお、好まし
くは５４％以下、更に好ましくは５３％未満とするのが
望ましい。
最も寄与する珪素を最大４．５％含むので、炭素を５５
％よりも多く添加すると、それが溶解中に溶湯の表面に
浮上してカーボン・ドロスとなり、表面欠陥を発生させ
るので、炭素の上限’に３．８％とする。なお、好まし
くは５４％以下、更に好ましくは５３％未満とするのが
望ましい。
■ 珪素：
珪素は、耐酸化性ケ確保する上で、本発明鋳鉄で規定し
た８成分のうち最も重要な元素である。珪素量が増加す
ると耐酸化性は向上するが、五８％未満ではその効果は
小さいので、その下限２５８％とする。一方、珪素量が
増加するほど耐酸化性は向上するが、それが４．５％金
越えると延性や靭性や極端に低下するので、その上限を
４．５％とする。
た８成分のうち最も重要な元素である。珪素量が増加す
ると耐酸化性は向上するが、五８％未満ではその効果は
小さいので、その下限２５８％とする。一方、珪素量が
増加するほど耐酸化性は向上するが、それが４．５％金
越えると延性や靭性や極端に低下するので、その上限を
４．５％とする。
■ マンガン：
マンガンは、パーライト形成元素であるので、多くなる
とパーライトが析出し、耐酸化性が低下する。この事は
、表２の５及び６會見ても分かる。すなわち、マンガン
が少ないほど耐酸化性が向上するが、マンガン會極端に
下げるにはマンガンケ除去した高価な地金會使用しなけ
ればならないので、その上限會コスト及び耐酸化性の両
方を考慮して０．４５チとする。
とパーライトが析出し、耐酸化性が低下する。この事は
、表２の５及び６會見ても分かる。すなわち、マンガン
が少ないほど耐酸化性が向上するが、マンガン會極端に
下げるにはマンガンケ除去した高価な地金會使用しなけ
ればならないので、その上限會コスト及び耐酸化性の両
方を考慮して０．４５チとする。
■ クロムおよびモリブデン
クロムは、本発明鋳鉄において後記するモリブデンとと
もに最も重要な元素で、これ全添加することによって、
強度、特に高温強度が改善される。この添加量は、モリ
ブデンの添加量とも関係するが、α１チ未満になると、
強度の改善度が小さいので、下限値は０．１％とし、ま
た０８チ會越えると遊離炭化物が析出し始め、耐酸化性
が低下すると同時に、延性や靭性が低下するので、その
上限値はａ８チとする。
もに最も重要な元素で、これ全添加することによって、
強度、特に高温強度が改善される。この添加量は、モリ
ブデンの添加量とも関係するが、α１チ未満になると、
強度の改善度が小さいので、下限値は０．１％とし、ま
た０８チ會越えると遊離炭化物が析出し始め、耐酸化性
が低下すると同時に、延性や靭性が低下するので、その
上限値はａ８チとする。
モリブデンは、クロムとともに、本発明鋳鉄の高温強度
？増すために重要な元素である。
？増すために重要な元素である。
モリブデンは、炭化物安定化元素であるため、その添加
量は、クロムの添加量とも関係するが、α８％以上含ま
れるとパーライトの分解が困難となり耐酸化性が劣るの
で、α８％以下とする。
量は、クロムの添加量とも関係するが、α８％以上含ま
れるとパーライトの分解が困難となり耐酸化性が劣るの
で、α８％以下とする。
そして、クロムとモリブデンは、１．８≧２Ｏｒ＋ＭＯ
≧０．４の式（式中、Ｏｒ 、 Ｍｏ はＯｒ、Ｍｏ
の含有％を示す）葡満足するような添加量とする。２
０ｒ ＋ Ｍｏ（０，４となると、高温強度の改善効果
が少なく、２Ｃｒ ＋Ｍｏ ） １．８となると耐酸
化性が低下するからである。
≧０．４の式（式中、Ｏｒ 、 Ｍｏ はＯｒ、Ｍｏ
の含有％を示す）葡満足するような添加量とする。２
０ｒ ＋ Ｍｏ（０，４となると、高温強度の改善効果
が少なく、２Ｃｒ ＋Ｍｏ ） １．８となると耐酸
化性が低下するからである。
■ マグネシウム：
マグネシウムは、黒鉛１球状化する元素として球状黒鉛
鋳鉄の各成分のうちで最も重要なものである。マグネシ
ウムが００２％未溝になると黒鉛の球状化が不完全とな
り、強度が低下するので、その下限’（５０，０２％と
する。
鋳鉄の各成分のうちで最も重要なものである。マグネシ
ウムが００２％未溝になると黒鉛の球状化が不完全とな
り、強度が低下するので、その下限’（５０，０２％と
する。
一方、マグネシウム量が増加すると、炭化物が析出し、
耐酸化性が低下するので、その上限’ｉ０．０６％とす
る。
耐酸化性が低下するので、その上限’ｉ０．０６％とす
る。
■ リン及び硫黄ニ
リン及び硫黄は、球状黒鉛鋳鉄における不純物元素であ
り、これらが多く含まれると遊離炭化物が析出し、耐酸
化性とともに、延性や靭性が低下する。このため、これ
らの元素は、できる限り少ない方が良い。しかし、極端
にその含有量會下げようとすると高純度で、高価な地金
？使用せざる葡得ないので、それらの上限ヲ、リンの場
合０．０５％、硫黄の場合α０２％とする。
り、これらが多く含まれると遊離炭化物が析出し、耐酸
化性とともに、延性や靭性が低下する。このため、これ
らの元素は、できる限り少ない方が良い。しかし、極端
にその含有量會下げようとすると高純度で、高価な地金
？使用せざる葡得ないので、それらの上限ヲ、リンの場
合０．０５％、硫黄の場合α０２％とする。
以上詳述したように、本発明の高珪素球状黒鉛鋳鉄は、
表１に示した従来のねずみ鋳鉄（Ｆｅ１２）、フェライ
ト系球状黒鉛鋳鉄（ＦＯＤ４０）、高珪素球状黒鉛鋳鉄
に比較して、耐酸化性（第２表参照ンとともに、高温強
度（第３表参照］が著しく改善されるのである。
表１に示した従来のねずみ鋳鉄（Ｆｅ１２）、フェライ
ト系球状黒鉛鋳鉄（ＦＯＤ４０）、高珪素球状黒鉛鋳鉄
に比較して、耐酸化性（第２表参照ンとともに、高温強
度（第３表参照］が著しく改善されるのである。
復代理人 内 １） 明
復代理人 萩 原 亮 −
−２：
Claims (1)
- 炭素Ｚ８〜＆５％、珪素Ｓ８〜４．５係、マンガンα４
５％以下、リン０．０５％以下、硫黄α０２％以下、マ
グネシウム０．０２〜α０６％、クロム０１〜０．８％
、モリブデン０．８％以下を含み、かつ１．８≧２Ｏｒ
＋Ｍｏ≧０．４ の式（式中の元素記号は元素の含有
％上水す）音溝たし、残り鉄から成ることケ特徴とする
高温においても高い強度と優れた耐酸化性紮示す高珪素
球状黒鉛鋳鉄。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58067857A JPS59193242A (ja) | 1983-04-19 | 1983-04-19 | 高珪素球状黒鉛鋳鉄 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58067857A JPS59193242A (ja) | 1983-04-19 | 1983-04-19 | 高珪素球状黒鉛鋳鉄 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59193242A true JPS59193242A (ja) | 1984-11-01 |
Family
ID=13357030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58067857A Pending JPS59193242A (ja) | 1983-04-19 | 1983-04-19 | 高珪素球状黒鉛鋳鉄 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59193242A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05125480A (ja) * | 1991-11-05 | 1993-05-21 | Kubota Corp | 強靱球状黒鉛鋳鉄 |
| KR20030028909A (ko) * | 2001-10-04 | 2003-04-11 | 현대자동차주식회사 | 자동차 엔진 배기계용 주철 조성물 |
| JP2010196147A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Toyota Motor Corp | フェライト系球状黒鉛鋳鉄 |
| KR101013843B1 (ko) | 2007-11-09 | 2011-02-14 | 현대자동차주식회사 | 고온 강도 및 내산화성이 우수한 고 규소 페라이트계ｃｇｉ 흑연주철 |
| JP2014511942A (ja) * | 2011-04-01 | 2014-05-19 | スカニア シーブイ アクチボラグ | 鋳鉄合金およびそれによって製造された排気部品 |
| JP2018154863A (ja) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | 株式会社アイメタルテクノロジー | 球状黒鉛鋳鉄及び排気系部品 |
-
1983
- 1983-04-19 JP JP58067857A patent/JPS59193242A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05125480A (ja) * | 1991-11-05 | 1993-05-21 | Kubota Corp | 強靱球状黒鉛鋳鉄 |
| KR20030028909A (ko) * | 2001-10-04 | 2003-04-11 | 현대자동차주식회사 | 자동차 엔진 배기계용 주철 조성물 |
| KR101013843B1 (ko) | 2007-11-09 | 2011-02-14 | 현대자동차주식회사 | 고온 강도 및 내산화성이 우수한 고 규소 페라이트계ｃｇｉ 흑연주철 |
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| CN102333898A (zh) * | 2009-02-27 | 2012-01-25 | 丰田自动车株式会社 | 铁素体球墨铸铁 |
| US8540932B2 (en) | 2009-02-27 | 2013-09-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Ferritic spheroidal graphite cast iron |
| EP2401412B1 (en) * | 2009-02-27 | 2017-11-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Ferritic spheroidal graphite cast iron |
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| JP2018154863A (ja) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | 株式会社アイメタルテクノロジー | 球状黒鉛鋳鉄及び排気系部品 |
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