JPS5928519A - 球状黒鉛鋳鉄部品の熱処理方法 - Google Patents
球状黒鉛鋳鉄部品の熱処理方法Info
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- JPS5928519A JPS5928519A JP13780682A JP13780682A JPS5928519A JP S5928519 A JPS5928519 A JP S5928519A JP 13780682 A JP13780682 A JP 13780682A JP 13780682 A JP13780682 A JP 13780682A JP S5928519 A JPS5928519 A JP S5928519A
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- JP
- Japan
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- cast iron
- graphite cast
- weight
- spheroidal
- iron part
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D5/00—Heat treatments of cast-iron
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (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】
この発明は球状黒鉛鋳鉄部品の熱処理方法に関する〇
一般に、球状黒鉛鋳鉄材料を固溶体形成温度（８３０〜
ｌ０００’ｃ）に一定時間加熱保持してオーステナイト
化したのち、たとえば２２０〜４２０゜Ｃの温度に所定
時間゛亙温保持するいわゆるオーステンパー処理をする
と、ペイナイト組織が生成され、その靭性が大幅に向上
することは周知であり（たとえば特開昭４９−５３Ｊｌ
５．５４−１３３４２０号等）、この強靭性を利用して
ナックルアームやコンロツド等の自動車用強度部品とし
て黒鉛鋳鉄が使用されている。
ｌ０００’ｃ）に一定時間加熱保持してオーステナイト
化したのち、たとえば２２０〜４２０゜Ｃの温度に所定
時間゛亙温保持するいわゆるオーステンパー処理をする
と、ペイナイト組織が生成され、その靭性が大幅に向上
することは周知であり（たとえば特開昭４９−５３Ｊｌ
５．５４−１３３４２０号等）、この強靭性を利用して
ナックルアームやコンロツド等の自動車用強度部品とし
て黒鉛鋳鉄が使用されている。
ところで、肉厚の厚い球状黒鉛鋳鉄部品に上記したオー
ステンパー処理を施した場合、第１図中の曲線Ａ？に示
すように表面部にペイナイトが生成されるが、曲線Ａ２
に示すようにこの球状黒鉛鋳鉄部品の中心部は表面部に
比べて極度に冷却速、！ 度が遅いため、中心部にはパーライト組織が析出して要
求されるペイナイト組織が生成されず、目的の強靭性が
得られないという問題がある。
ステンパー処理を施した場合、第１図中の曲線Ａ？に示
すように表面部にペイナイトが生成されるが、曲線Ａ２
に示すようにこの球状黒鉛鋳鉄部品の中心部は表面部に
比べて極度に冷却速、！ 度が遅いため、中心部にはパーライト組織が析出して要
求されるペイナイト組織が生成されず、目的の強靭性が
得られないという問題がある。
そこで、上記肉厚の厚い球状黒鉛鋳鉄部品をオーステナ
イト化後通常め恒温処理温度（２２０〜４２０゜Ｃ）よ
り低い温度、例えば１７０゜Ｃの低温ソルト炉等で急冷
すれば、第１図中の曲線Ｂ２に示すように球状黒鉛鋳鉄
部品の中心部にベイナイト組織を得ることができる。し
かし、球状黒鉛鋳鉄部品の表面部は、低温ソルト炉の温
度と同等の１７０゜Ｃまで冷却されるため、この表面部
は曲線１３ｌに示すようにＭｓ点（マルテンサイト変態
が始まる温度で通常２１０゜Ｃ）以下の温度にまで降下
してし丑い、マルテンサイト組織が生成されて目的の強
靭性が得られないという問題がある。
イト化後通常め恒温処理温度（２２０〜４２０゜Ｃ）よ
り低い温度、例えば１７０゜Ｃの低温ソルト炉等で急冷
すれば、第１図中の曲線Ｂ２に示すように球状黒鉛鋳鉄
部品の中心部にベイナイト組織を得ることができる。し
かし、球状黒鉛鋳鉄部品の表面部は、低温ソルト炉の温
度と同等の１７０゜Ｃまで冷却されるため、この表面部
は曲線１３ｌに示すようにＭｓ点（マルテンサイト変態
が始まる温度で通常２１０゜Ｃ）以下の温度にまで降下
してし丑い、マルテンサイト組織が生成されて目的の強
靭性が得られないという問題がある。
そこで、この発明の目的は、〜肉厚の厚いナックルアー
ムやコンロッド等の大型部品であっても、表面部と中心
部の両方に針状ベイナイト組織を生成し得て、靭性、疲
れ強さを向上し得る球状黒鉛鋳鉄部品の熱処理方法を提
供することにある。
ムやコンロッド等の大型部品であっても、表面部と中心
部の両方に針状ベイナイト組織を生成し得て、靭性、疲
れ強さを向上し得る球状黒鉛鋳鉄部品の熱処理方法を提
供することにある。
すなわち、この発明の構成・作用は球状黒鉛鋳鉄の表面
部のみを加熱して、その表面部のみの固溶炭素量を増大
して、表面部のＭｓ点を低下させた後、上記表面部を急
冷して、表面部にマルテンサイト組織を生成することな
く、かつ中心部にパーライト組織を生成することなく、
表面部と中心部の両者に針状ベイナイト組織を生成し得
るようにした点に特徴を有する。より詳しくは、Ｃ：２
．６〜４．０］ｉ＠％、５１：１５〜３５重＠％、Ｍｎ
：０．１〜１．０重量％、Ｍｇ：０．０２〜０．０６重
＠％を含有する球状黒鉛鋳鉄部品を８４０゜Ｃ〜９００
゜Ｃに所定時間均熱加熱して固溶炭素量をたとえは０．
７〜０９重量％とし、次に、その表面部のみを９２０’
Ｃ〜１０００″Ｃに加熱して表面部の固溶炭重量 素量をたとえば０．９〜１．１Ａ％にして、Ｍｓ点を低
下させ、次に上記表面部を２２０゜Ｃ以下に急／令して
、中心部にパーライト組織を生成させないようにして、
かつ表面部Ｃこマルテンサイト組織を生成させないよう
にし、次に上記球状黒鉛鋳鉄部品（こ２２０゜Ｃ〜４２
０゜Ｃに所定時間加熱保持する恒温処理を行なって、表
面部と中心部の両方に針状ベイナイト組織を生成するよ
うにした点に特徴を有する。
部のみを加熱して、その表面部のみの固溶炭素量を増大
して、表面部のＭｓ点を低下させた後、上記表面部を急
冷して、表面部にマルテンサイト組織を生成することな
く、かつ中心部にパーライト組織を生成することなく、
表面部と中心部の両者に針状ベイナイト組織を生成し得
るようにした点に特徴を有する。より詳しくは、Ｃ：２
．６〜４．０］ｉ＠％、５１：１５〜３５重＠％、Ｍｎ
：０．１〜１．０重量％、Ｍｇ：０．０２〜０．０６重
＠％を含有する球状黒鉛鋳鉄部品を８４０゜Ｃ〜９００
゜Ｃに所定時間均熱加熱して固溶炭素量をたとえは０．
７〜０９重量％とし、次に、その表面部のみを９２０’
Ｃ〜１０００″Ｃに加熱して表面部の固溶炭重量 素量をたとえば０．９〜１．１Ａ％にして、Ｍｓ点を低
下させ、次に上記表面部を２２０゜Ｃ以下に急／令して
、中心部にパーライト組織を生成させないようにして、
かつ表面部Ｃこマルテンサイト組織を生成させないよう
にし、次に上記球状黒鉛鋳鉄部品（こ２２０゜Ｃ〜４２
０゜Ｃに所定時間加熱保持する恒温処理を行なって、表
面部と中心部の両方に針状ベイナイト組織を生成するよ
うにした点に特徴を有する。
以下、この発明を実験例により詳細に説明する。
１ず、第２図に示すように、直径３５市、厚さ５Ｑｆｆ
ｆｆの円柱状の試験片ｌを、Ｃ：３．７５重量％、Ｓｌ
：２．６３重量％、Ｍｎ：０．３３重量％、Ｍｇ：０．
０４２重量％、Ｃｕ：Ｑ，８３重量％、Ｐ：０．ｌｌ重
量％、Ｓ：ｏ．ｏｏ７重量％を含有し、残部が実質的に
Ｆｅからなる球状黒鉛鋳鉄で製作する。
ｆｆの円柱状の試験片ｌを、Ｃ：３．７５重量％、Ｓｌ
：２．６３重量％、Ｍｎ：０．３３重量％、Ｍｇ：０．
０４２重量％、Ｃｕ：Ｑ，８３重量％、Ｐ：０．ｌｌ重
量％、Ｓ：ｏ．ｏｏ７重量％を含有し、残部が実質的に
Ｆｅからなる球状黒鉛鋳鉄で製作する。
この組成の球状黒鉛鋳鉄の加熱温度じＣ）に対する固溶
炭素量およびＭｓ点の関係は、第３図に示すように、加
熱温度の上昇につれて固溶伏素量が増大し、Ｍｓ点が低
下する。
炭素量およびＭｓ点の関係は、第３図に示すように、加
熱温度の上昇につれて固溶伏素量が増大し、Ｍｓ点が低
下する。
この試験片１に、第４．５図に示すように、熱処理ＰＩ
ＩＰ２，Ｐ３．Ｐ４を行なった。
ＩＰ２，Ｐ３．Ｐ４を行なった。
すなわち、まず試験片１を加熱炉で９００゜Ｃに均熱加
熱して、固溶伏素量を０．７〜０．９重Ｎ％にする（Ｐ
？）。
熱して、固溶伏素量を０．７〜０．９重Ｎ％にする（Ｐ
？）。
次に、９００゜Ｃに均熱加熱した試験片１を加熱炉から
取り出して、アセチレン酸素バーナ２て試験片ｌの一端
の表面部を１０００″Ｃに加熱する（Ｐ２）。
取り出して、アセチレン酸素バーナ２て試験片ｌの一端
の表面部を１０００″Ｃに加熱する（Ｐ２）。
そうすると、試験片ｌの表面部１ａは、第５図中の曲線
３に示すように、温度が上昇し、中心部ｌｂ．は曲線ｂ
に示すように温度が上昇するため表面部１ａの固溶炭素
量が中心部１ｂの固溶炭素着よりも増大して、０．９〜
１．ｉｚ量％となって、第５図中の曲線ＭＳ−ａに示す
表面部１ａのＭｓ点が、曲線ＭＳ−ｂに示す中心部１ｂ
（７）ＭＳ点よりも低くなる。
３に示すように、温度が上昇し、中心部ｌｂ．は曲線ｂ
に示すように温度が上昇するため表面部１ａの固溶炭素
量が中心部１ｂの固溶炭素着よりも増大して、０．９〜
１．ｉｚ量％となって、第５図中の曲線ＭＳ−ａに示す
表面部１ａのＭｓ点が、曲線ＭＳ−ｂに示す中心部１ｂ
（７）ＭＳ点よりも低くなる。
次に、試験片１を１００゜Ｃのオイルに浸漬して急冷し
、焼入れを行なう（Ｐ３）。
、焼入れを行なう（Ｐ３）。
このとき、試験片ｌの表面部１ａは曲線３に示すように
急激に温度が降下して略１５０゜Ｃとなり、中心部１ｂ
のＭｓ点（曲線Ｍｓ−ｂに示す。〕よりも低下するが、
表面部１ａのＭ５点は前述のク｛」＜低下しているため
、表面部１ａはそのＭｓ点（曲線Ｍｓ−ａに示す。）以
下に温度低下することがない。したがって、表面部１ａ
にマルテンサイト組織が生成されることはない。一方、
中心部１ｂは、曲線ｂに示すように、表面部１ａよりも
緩やかであるが、相当に急冷されるため、パーライト組
織が生成されることはない。
急激に温度が降下して略１５０゜Ｃとなり、中心部１ｂ
のＭｓ点（曲線Ｍｓ−ｂに示す。〕よりも低下するが、
表面部１ａのＭ５点は前述のク｛」＜低下しているため
、表面部１ａはそのＭｓ点（曲線Ｍｓ−ａに示す。）以
下に温度低下することがない。したがって、表面部１ａ
にマルテンサイト組織が生成されることはない。一方、
中心部１ｂは、曲線ｂに示すように、表面部１ａよりも
緩やかであるが、相当に急冷されるため、パーライト組
織が生成されることはない。
次に、この試験片ｌを流動層炉に入れて、３５０゜Ｃで
所定時間加熱保持して恒温処理を行なう（Ｐ４）。
所定時間加熱保持して恒温処理を行なう（Ｐ４）。
次に、この試験片１を流動層炉から取り出して、表面部
１ａ、中心部１ｂおよび表面部１ａと反対側の裏面部Ｉ
Ｃの金属組織を顕微鏡で調べた。これを添付した参考写
真に示す。
１ａ、中心部１ｂおよび表面部１ａと反対側の裏面部Ｉ
Ｃの金属組織を顕微鏡で調べた。これを添付した参考写
真に示す。
この参考写真から、表面部１ａにも中心部ｌｂにも針状
ベイナイト組織と残留オーステナイト組織が生成されて
いることがわかる。裏面部ＩＣにはペイナイト組織と焼
戻しマルテンサイト組織が生成されていることがわかる
。裏面部ＩＣは、バーナ２により昇温されていないため
、そのＭｓ点が高い寸まで、焼入れ時にＭｓ点以下に冷
却されるからである。
ベイナイト組織と残留オーステナイト組織が生成されて
いることがわかる。裏面部ＩＣにはペイナイト組織と焼
戻しマルテンサイト組織が生成されていることがわかる
。裏面部ＩＣは、バーナ２により昇温されていないため
、そのＭｓ点が高い寸まで、焼入れ時にＭｓ点以下に冷
却されるからである。
また、ビツカースかたさ試験機により硬度測定をすると
、表面部１ａはＨＶ３２７，中心部はＨｖ３５１，裏面
部はＨｖ３９５であった。これより、加熱した表面部１
ａおよび中心部１ａの靭性が高いことがわかる。
、表面部１ａはＨＶ３２７，中心部はＨｖ３５１，裏面
部はＨｖ３９５であった。これより、加熱した表面部１
ａおよび中心部１ａの靭性が高いことがわかる。
なお、球状黒鉛鋳鉄には、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｐ，Ｓが
添加されていてもよい。
添加されていてもよい。
以上の説明で明らかなように、この発明の球状黒鉛鋳鉄
部品の熱処理方法は、Ｃ：２．６〜４．０重攪％、ｓｉ
：１．５〜３．５重量％、Ｍｎ：Ｏ．１〜１．０重量％
、Ｍｇ：０．０２〜００６重量％を含有する球状黒鉛鋳
鉄部品を８４０゜Ｃ〜９００゜Ｃに所定時間均熱加熱し
た後、その表面部のみを９２０゜Ｃ〜ｌ０００゜Ｃに加
熱して固溶炭素量を増大して表面部のＭｓ点を低丁させ
、その後上記表面部を２２０゜Ｃ以下に急冷し、次いで
、上記球状黒鉛鋳鉄部品に２２０゜Ｃ〜４２０゜Ｃに所
定時間加熱保持する′亙温処理を行なうので、厚肉の大
型部品であっても、表面部および中心部にパーライト組
織やマルテンサイ１・組織を生成することなく、両方に
針状ベイナイト組織を生成でき、したがって、靭性およ
び疲れ強さを向上できる。
部品の熱処理方法は、Ｃ：２．６〜４．０重攪％、ｓｉ
：１．５〜３．５重量％、Ｍｎ：Ｏ．１〜１．０重量％
、Ｍｇ：０．０２〜００６重量％を含有する球状黒鉛鋳
鉄部品を８４０゜Ｃ〜９００゜Ｃに所定時間均熱加熱し
た後、その表面部のみを９２０゜Ｃ〜ｌ０００゜Ｃに加
熱して固溶炭素量を増大して表面部のＭｓ点を低丁させ
、その後上記表面部を２２０゜Ｃ以下に急冷し、次いで
、上記球状黒鉛鋳鉄部品に２２０゜Ｃ〜４２０゜Ｃに所
定時間加熱保持する′亙温処理を行なうので、厚肉の大
型部品であっても、表面部および中心部にパーライト組
織やマルテンサイ１・組織を生成することなく、両方に
針状ベイナイト組織を生成でき、したがって、靭性およ
び疲れ強さを向上できる。
第１図は従来の球状黒鉛鋳鉄部品の熱処理による冷却曲
線を示すグラフ、第２図は試験片の正面図、第３図は加
熱温度に対する固溶炭素量とＭｓ点の関係を示すグラフ
、第４図はこの発明の実験例の熱処理を示すブロック図
、第５図は上記実験例の熱処理の冷却曲線を示すグラフ
である。 ９２
線を示すグラフ、第２図は試験片の正面図、第３図は加
熱温度に対する固溶炭素量とＭｓ点の関係を示すグラフ
、第４図はこの発明の実験例の熱処理を示すブロック図
、第５図は上記実験例の熱処理の冷却曲線を示すグラフ
である。 ９２
Claims (1)
- （１）Ｃ：２．６〜４．０重量％、Ｓｉ：ｌ，５〜３．
５重量％、Ｍｎ：０．１〜１．０重量％、Ｍｇ：０．０
２〜０．０６重量％を含有する球状黒鉛鋳鉄部品を、８
４０゜Ｃ〜９００゜Ｃに所定時間均熱加熱し、次いで、
その表面部のみを９２０゜Ｃ−ｊｏｏｏ゜Ｃに加熱して
固溶炭素量を増大し、次いで、上記表面部を２２０゜Ｃ
以下に急冷し、次いて、上記球状黒鉛鋳鉄部品に、２２
０゜Ｃ〜４２０゜Ｃに所定時間加熱保持する恒温処理を
行なうことを特徴とする球状黒鉛鋳鉄部品の熱処理方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13780682A JPS5928519A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | 球状黒鉛鋳鉄部品の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13780682A JPS5928519A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | 球状黒鉛鋳鉄部品の熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5928519A true JPS5928519A (ja) | 1984-02-15 |
| JPS6321727B2 JPS6321727B2 (ja) | 1988-05-09 |
Family
ID=15207280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13780682A Granted JPS5928519A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | 球状黒鉛鋳鉄部品の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928519A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105886713A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-08-24 | 河北工业大学 | 一种奥铁体球墨铸铁的热处理方法 |
-
1982
- 1982-08-06 JP JP13780682A patent/JPS5928519A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105886713A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-08-24 | 河北工业大学 | 一种奥铁体球墨铸铁的热处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6321727B2 (ja) | 1988-05-09 |
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