JPS5959825A - 強靭球状黒鉛鋳鉄の熱処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は強靭球状黒鉛鋳鉄の熱処理方法の改良に係る。

鋳鉄は球状黒鉛鋳鉄の発明によって強度が飛躍的に向上
したが、伸びや衝撃値はなお鋼に及ばないので、これを
改善するため種々の試みが行なわれているが充分な成果
を挙げる忙至って居もず、その上特殊な溶湯処理を必要
としたり、或いは原材料費の増大をきたす等の問題があ
る。

このような問題点を改良するため微細なフェライト粒と
マルテンサイト粒またはベイナイト粒とからなる基地組
織を有する強靭球状黒鉛鋳鉄およびこれを得るための熱
処理方法を先に提示Ｉ−だ（特願昭５４−８５９９５号
　および特願昭５５−３２４６３号）。

これらの発明は球状黒鉛鋳鉄の黒鉛近傍に偏析して共析
変態温度区間を上昇させる作用を有するＳｉ　　と、共
晶セル境界およびその近傍に偏析して共析変態温度区間
を降下させる作用を有するＭｎとのミクロ偏析による共
析変態温度区間の不均一を矯正するためＭｎ含有量を１
％以下どし、黒鉛近傍に偏析し共析変態温度区間を降下
させる作用を有するＣｕとＮｉ　　との一方または両方
を含有させてＭｎの作用を減すると共にＳｉの作用と相
殺し、基地組織の均一化を図った微細なフェライト粒と
マルテンサイト粒または微細なフェライト粒とベイナイ
ト粒とからなる混合基地組織の球状黒鉛鋳鉄に係る発明
、並びに上記所定の化学組成を有する球状黒鉛鋳鉄を遊
離フェライトを含まぬ基地組織から共析変態温度区間内
の温度に加熱ｌ−てフェライト、オーステナイトおよび
黒鉛の共存組織とし、次いで該温度から急冷してオース
テナイトをマルテンサイトに変態させてフェライト粒と
マルテンサイト粒とが微細に混合した基地組織とする熱
処理方法、或いは共析変態温度区間内の温度力ら２５０
〜３７０　’Ｃの熱浴中に急冷し、該温度に保持してオ
ーステナイトをベイナイトに変態させてフェライト粒と
ベイナイト粒とが微細に混合した基地組織とする熱処理
方法に係る。

上記の球状黒鉛鋳鉄はいずれも優れた強靭性を有してい
るが、基地のフェライトとベイナイトまたはマルテンサ
イトを適当な量的関係、例えは基地中のフェライト量を
面積率で３０〜７０％とするのに必要な共析変態温度区
間内の加熱温度範囲は２０〜２７℃程度であって工業的
には比較的狭いのが問題であり、化学成分特にＳｉの分
析値の局部的なばらつきや肉厚の差異による熱処理時の
鋳造品内部の温度の不均一を考慮すると上記の温度範囲
は一層広いことが要望される。

また上記先行出願の発明においては遊離フェライトを含
まない球状黒鉛鋳鉄を出発拐料としたので、鋳放して遊
離フェライトが存在する材料はまず簡単を施して遊離フ
ェライトを消去してから所定の熱処理を施さねばならず
、これらの組織検査や簡単処理を必要としない熱処理方
法が要望されていた。

本発明は上記の要望に応える改善された熱処理方法を提
供することを目的とし、その第１の発明は０３〜４チ、
８＋２．２〜３．７％、Ｍｎ　　１％以下、Ｐｏ、１％
以下、８０．０２％以下、黒鉛球状化処理元素０．０７
チ以下、並びにＣｕ０．４〜２％もしくはＮｉＯ，７〜
３チまたは添付第１図に示すＡ（Ｃｕ０．４％、Ｎｉ０
％）、Ｂ（Ｃｕ２％、Ｎｉ　　Ｏチ）、Ｃ（ＮｉＯ，７
％、Ｃ１１０％）、Ｄ（Ｎｉ３チ、Ｃｕ　　０％）、Ｅ
（Ｎｉｌｑ６、Ｃｕ２％）で囲まれる範囲内のＣｕとＮ
ｉを含有し、残部は実質的にＦｅからなる球状黒鉛鋳鉄
を共析変態温度１８゜量的の温度に加熱保持してツボラ
イト、オーステナイトおよび黒鉛の共存する組織とり、
たのち冷却してマルデンザイト粒またはベイナイト粒と
フェライト粒との混合した基地中に球状黒鉛が晶出して
いる組織とする強靭球状黒鉛鋳鉄の熱処理方法であって
、共析変態温度区間の保持が該温度区間内の任意の温度
に保持する第１段保持と、次いで該保持温度に応じて添
付第２図のフェライト弼３０ｑ６の集線とフエライ）Ｊ
４ニア０％の破線上のＳ＋含有員に対応して得られる温
度にそＪｌぞれＣｕとＮｉ　　の含有量により２１℃ｘ
（Ｃｕ　％−１チ）または２１℃ｘ（Ｎｉ　　チーＱ、
　５係）を減じた温度の間の温度に保持する第２へ保持
とからなり、基地組織を面積率で３０〜７０％のフェラ
イトを含む混合組織どすることを特徴とする強靭球状黒
鉛鋳鉄の熱処理方法に係り、その第２の発明は上記第１
の発明の化学組成に更にＭＯおよびＣｒの１種または２
種を合計で０．０５〜０．５チ含有させた球状黒鉛鋳鉄
に上記第１の発明におげろと同様な熱処理（ただし共析
変態温度区間内の第２段保持温度がＭＯまたはＣｒの含
有量に応じて更に（Ｍｏ　＋　Ｃｒ　）　　１％当り２
８℃を加算した温度とする）を施すことを特徴とする強
靭球状黒鉛鋳鉄の熱処理方法に係る。なお本明細書にお
いては化学組成は重量％で、金属組織成分の割合は顕微
鏡試料について線績分法によって測定した面積チで示し
である。

次に本発明に係る球状黒鉛鋳鉄の化学成分組成について
説明するＯ Ｃは通例の球状黒鉛鋳鉄と同様に含有量を３〜４％とす
る。その量が３％未満では西造品にチルが入り易く、４
％を越えるとカーボンドロスが発生し、鋳造品の中に巻
きこまれて欠陥となり易い。

Ｓｉ　は共析変〃、―温度区間を拡げる作用を有してい
るので、熱処理をより容易にするため姥は含有量が多い
ほどよく、本発明では２．２チ以上とするが、その量が
３．３％を越えると８＋の脆化作用の影響が顕著になっ
て伸びと衝撃値の低下が著しくなり好ましくないので上
限ば３，７％とする。

Ｍｎは前記したよ５に共晶セル境界およびソノ近傍に偏
析する性質を有し、含有量が１％を越えると偏析が甚だ
しくなり、その部分の共析変態温度区間が下り過ぎて後
述するＣｕやＮｉ　　によって共析変態温度区間を修正
しきれなくなるのでｉ　％以下とする。

Ｐは通常不純物として含有されるが、その景が多くなる
と鋳鉄を脆化する性質があるので０．１％以下とするの
がよい。Ｓは同様に通常は不純物として含有されるが、
特に黒鉛球状化を阻害する性質の強い有害な元素である
から少ないほどよい。

その量が０．０２％を越えると球状化処理剤の使用量が
多くなる結果ドロスの発生が多くなり、鋳造品の欠陥の
原因になり易い上に、黒鉛球状化が困難になることさえ
ある。従って溶湯の５ｉｊｋが０．０２％を越える場合
には黒鉛の球状化処理に先だって脱硫処理を施して０．
０２％以下としておくことが必要である。

黒鉛球状化処理剤としては通常Ｍｇ、　　またはＭｇ合
金のほかにＣｅ、Ｙ或いはＣａ等の１種または２種以上
が使用されるのは周知のとおりであり、鋳鉄中に残留す
る量は通常０．０７　％以下である。

Ｃｕは黒鉛の周辺に偏析してその部分の共析変態温度区
間を下降させる作用を有し、Ｓｆが黒鉛周辺に偏析して
共析変態温度区間を上昇させる作用およびＭｎが共晶セ
ル境界とその近傍建偏析してその部分の共析変態温度区
間を下降させる作用に基づく基地組織中の局部的な共析
変態温度区間の不均一を是正して、該温度区間を均一に
することによって基地組織の不均一を防止する。しかし
その含有量が０．４％未満では効果が不充分であり、Ｃ
ｕの含有量が多くなると黒鉛の球状化が困１／ｄｊ、　
Ｉｃなって来るほか、Ｃｕに富むε相の析出による脆化
が起るよ５になるのでその上限は２ｑ６とするのがよい
。

ＮｉはＣＬＩ　と同様な作用を有しているが、その量が
０．７’％未満では効果が充分には認められず、その舞
が多くなると次第にその効果が飽和状態に近づく上に、
原価高にもなるのでその上限は３％とするのがよい。

’ＣｏとＮｉ　とは上記のように同様な作用を有するの
で、相互にその含有量の一部を置換することが可能であ
るが、その効果はＮｉの方が多少弱いことと、多餠のＣ
ＬＩの添加は黒鉛の球状化を阻害することを勘案して添
付図面第１図のＡ−Ｂ−Ｃ・Ｉ）・Ｅの各点で囲まれた
範囲内とするのがよい。

ＭＯおよびＣｒについては後述する。

次に第１の発明の熱処理について説明する。

ところで前記特願昭５５−３２４６３号に係る発明によ
れば球状黒鉛鋳鉄をその共析変態温度区間内の温度に加
熱すると基地のパーライト中のセメンタイトが周囲のフ
ェライト中に固溶し、フェライトはオーステナイトに変
化してセメンタイトが消失すると共に、オーステナイト
の成長によって生ずるオーステナイト粒子の三重点が核
となってツボライト相が出現し、成長してオーステナイ
ト粒とフェライト粒との混合基地組織となり、これを急
冷すると熱浴中での恒温変態を経て最終的にオーステナ
イトが変態したベイナイト粒とフェライト粒とが混合し
た基地組織になると考えられる。共析変態温度区間の温
度から室温まで急冷する特願昭５４−８５９９５号　の
場合も上記と同様な機構によってフェライト粒とマルテ
ンサイト粒との混合した基地組織となるものと考えられ
る。

これらの先行出願に係る発明においては遊離フェライト
を含まぬ基地組織の球状黒鉛鋳鉄を出発材料としたので
あるが、その後の研究の結果共析変態温度区間内の温度
に保持するに当って、まず該温度区間内の任意の温度ｔ
、に保持しく以下第１段保持という）、次いでｔ、と少
なくとも±５℃以上差があり、かつ該温度区間内の温度
であるｔ、に保持する（以下第２段保持という）２段保
持を行１ｘ５ことによって遊離フェライトを含む球状黒
鉛鋳鉄を出発材料とすることができる上に、基地中のフ
ェライトの豫が３０〜７０％となる保持温度の範囲（以
下ＭＤ城という）が広くなることが判った。

ＭＩ）域が広がる理由は次のよ５に考えられる。

すなわち上記温度ｔ、に保持されて生成されたオーステ
ナイト粒（またはフェライト粒）は上記ｔ、よりも低い
（または高い）温度で力、る上記温度ｉｔ　　に保持さ
れることによって、一部がフェライト（またはオーステ
ナイト）に変態するが、−たん生成したオーステナイト
粒またはフェライト粒は安定度が大きく、この変態は共
析変態温度区間内の温度でパーライトがフェライトとオ
ーステナイトになる変態よりも進行速度が遅いため、本
発明に係る方法すなわち温度ｔ、とｔ２　　とに２段に
保持する方法によるときは保持温度が共析変態温度区間
内にあれば基地中のフェライトｍが３０〜７０％をはず
れる温度に保持されても工業的な熱処理における保持時
間内では基地中のフェライトの量は依然として３０〜７
０チの範囲にあるからＭＤ域が広がることになるものと
考えられる。

上記温度ｔ、に保持されて生成されるオーステナイト粒
またはフェライト粒の安定度は前者の方が一層大きいの
で、温度ｔ、を温度ｔ、よりも低温にする方がその逆の
場合よりもＭＤ域拡大の効果が大きく有利である。

従ってこの場合には、凝固の際にチルを生ずることがあ
ればその材料にチル消しの焼鈍を施す以外には予め熱処
理を施す必要がなく、鋳放し状態で組織中に遊離フェラ
イトを含む球状黒鉛鋳鉄でもそのまま出発材料として使
用することができる。

本発明の方法によって得られる球状黒鉛鋳鉄の基地中の
フェライト員が３０係未満では伸びや衝撃値が所望の値
よりも低下するようになって好ましくなく、またその量
が７０係を越えると引張り強さや耐力の低下が著しくブ
よる。従って基地中の７エライト量が３０〜７０％に、
マルテンサイトまたはベイナイトの量が残りの７０〜３
０　％になるようにずろ。

共析変態温度区間内の保持については次のとおりとする
。第２図は後述する実験例において、大略Ｃｔ＋１％、
ＮｉＯ，５％を含有する球状黒鉛鋳鉄についてフェライ
ト３０％の基地組織またはフェライト７０条の基地組織
が倚られる前記第１段保持温度ｔ、に対する第２縁保持
温度ｔ、の関係をＳｔ　含有量に関連させて示すグラフ
である。

第２図において実線はフェライト３０％の基地組織が得
られる温度ｔ、に対する温度型、の関係を、破線はフェ
ライ）７０％の基地組織が得られる温度ｔＩＶＣ対する
温度ｔ、の関係を示しているので、同−第１段保持温度
ｔ１　　に対する破線と実線とからグラフ上で得られる
温度ｔ、間に第２段保持温度があればフェライトが３０
〜７Ｃ１％の範囲内に蔦る基地組織が得られることにな
る。−例を挙げればＳｉ３．４％の場合ｔ、を８１０　
℃とすれば破線上のＡ点から７０％フェライトとなる保
持温度ｔ、は７８７℃、また実線上のＢ点がら３０チフ
エライトとなる温度ｔ、として８４２°Ｃが得られるか
ら、第２段保持を７８７°′Ｃと　８４２℃との間で行
えば３０〜７０％の範囲内のフェライトを含む基地組織
が得られることになる。

これらの保持温度１．．１．　　ばＣｕおよヒＮｉによ
って降下する（、ＣｕとＮ１はいずれも１チ当り共析変
態温度区間をおよそ２１℃下げるのでその含有量忙応じ
て温度１．．１．ばそれぞれ２１℃ｘ（Ｃｕ、１　１％
）または２１℃ｘ（Ｎｉ％−ｏ、ｓ％）を減じて修正す
る必要がある。

なお温度１．　　とｔ、との差が小さすぎると先行出願
の共析変態温度区間の一定温度に保持する熱処理と実質
的に同一とブｔす、出発材料のフェライト量を制限する
か或いは加熱速度の影響を考慮しなければならなくなる
ので、少なくとも５℃以上の差を与えることが好ましい
。

保持温度１．　、　１．に保持する時間は実験上５分以
上あれば第２図に従ってフェライト３０〜７０チの組織
が得られるが、実際操業においては鋳造品の肉厚の相違
あるいは経済性を考慮してそれぞれ２０〜６０分とする
のが好ましい。

次に上記の第１段、第２段保持温度に加熱保持されてフ
ェライト、オーステナイト混合基地組織となった球状黒
鉛鋳鉄を急冷してオーステナイト粒をマルテンザイト粒
に変態させ、或いはソルトバス等の熱浴中に浸漬保持し
て恒温変態を行わせ、オーステナイト粒をベイナイト粒
に変態させる。

恒温変態に当っては熱浴温度が２５０℃よりも低し・場
合には変態終了までに著しく長時間を要すると共に、材
料が脆化するおそれがある。他方熱浴温度が４００　”
Ｃよりも高い場合には熱浴温度までの急冷調程でＡｒ’
変態が一部起って一次トルースタイトを生じ、強靭性が
損われるようになる。従って熱浴温度は２５０〜４００
℃の範囲とするのが好まし、い。

第２の発すｒ］は前記第１の発明の化学組成に更にＭｏ
およびＣｒの１種または２種を合計で０．０５〜０５チ
含有させたものである。鋳造品の肉厚が大きい場合には
共析変態温度区間内の温度からの冷却速度が遅くなり、
急冷過程でＡ　ｒ　’変態が一部起って一部トルースタ
イトが生ずることがあるが、ＭｏもしくはＣｒ　または
両者を少量含有させておけばｋｒ’変態の開始時期を遅
らせることによって一部トルースタイトの生成を阻止す
ることができるので、厚肉の鋳造品や部分的に肉厚の差
が大きい鋳造品においては少量のＭＯもしくはＣｒまた
は両者を含有させることが望ましい。その場合その含有
量が合計で０．０５％未満では上記の効果が不充分であ
り、また０、５％を越えると恒温変態処理に当って熱浴
中に保持すべき時間が長くなって不経済であるからＭｏ
もしくはＣｒまたは両者の含有量は０．０５〜０．５％
とするのが好ましい。

ＭＯおよびＣｒは０．５％以下の範囲ではいずれも共析
変態温度区間を１％当りおよそ２８℃上昇させる作用を
有しているので、前記第２図に実線または破線で示され
る温度ｔ、およびこれから得られる温度ｔ、に対してＣ
ｕ、Ｎｉの含有量に応じて前記の修正を加えた上に、更
に２８℃×（Ｍ、ｏチ＋Ｃｒ　％）を加算する必要があ
る。その余は前記第１の発明について述べたところと同
様である。

次に実験例について説明する。

（Ｉ）　　基地組織に関する実験 球状黒鉛鋳鉄用銑、鋼屑、フェロシリコン、ニッケルお
よび絹を原材料とし、５０ｋｇ　　高周波誘導電気炉で
溶解Ｌ、Ｆｃ　−Ｓｉ　−Ｍｇ合金添加による黒鉛球状
化処理とフェロシリコン添加による後期接種を施１．、
シェル鋳型に鋳込んでＡ号Ｙブロックを鋳造し、押湯部
分を除去して供試材と（−だ。その化学組成は第１表に
示すとおりＣｕを大約１ｑ６、Ｎｉを０．５％とし、Ｓ
ｔ含有量を変化させた。表には各供試材の遊離フェラ・
イト量が併記しである。

１′＝０．０５８−ＪＯ，０６５、ｓ＝：ｏ、ｏｏｓ　
〜０．０１０これらの供試料から１０Ｘ１．０Ｘ１０１
ＴＩＩＴ１の正六面体試料を採取し、以下の試験を行な
った。

（Ｉ−１）　　共析変態温度区間保持温度と基地組織の
関係調査。

前記試料を６００℃以上の平均加熱速度を２℃／分、４
０℃／分の２種類とし、７３８〜８８０℃の間の温度に
加熱して３０分間保持してから７２０〜８７０℃の間の
温度に冷却また（″ｉ加熱し、その温度に６０分間保持
したのち水冷し、顕微鏡試料について基地中のフェライ
ト量とマルテンサイト量とを線積分法によって測定した
。

測定結果から基地中のフェライトが３０％または７０チ
となる第１段保持温度と第２段保持温度との関係をＳｉ
量を変化させて加熱速度２℃／分および４０℃／分につ
いて記載したのが第３図である。第３図から加熱速度４
０℃／分以下で３０チまたは７０チのフェライト量の基
地組織が得られる第２段保持温度を第１段保持温度別に
求めた結果が第２図であり、実線は７エライト３０チ、
破線は７工ライト７０％の場合を示して℃する。なお４
０℃／分以下の加熱速度は実際操業上は特別の考慮を払
わずに得られる加熱速度である。

第２図によって前述したようにＳｉ含含有鉛よび第１段
保持温度に応じて実線と破線から得られる第２段保持温
度の間に保持すれば基地中のフェライトを３０〜７０％
とすることができる。また例えばＳｉが３．２％で、第
１段保持温度が７９０〜８２０℃（差Ｒ，＝　３０℃）
間にばらついた場合でも第２段保持温度を図中のＣ点で
示す７８９℃と１）点で示す８２７℃（Ｒ＝３８℃）の
間にとれば基ｆ４ｊＨ中のフェライト量を３０〜７０％
にすることができ、前記先行出願に係る発明に比べてＭ
　Ｉ）域が拡大されることが判る。なおＳｉが３．０〜
３．２ｑ６０間（差几＝０．２係）に、第１段保持温度
が７９０〜８２０℃の間（几＝　３００ｃ　）にばらつ
いた場合でも第２段保持温度を図中のＣ点で示す７８９
℃とＥ点で示す８２０℃の間（Ｒ・＝３１℃）にとれは
基地中のフェライトの量を３０〜７０％の範囲内にする
ことができ、製造上の成分組成のばらつき、特にＳｉ量
のばらつきを考慮しても工業的な熱処理に特に困難がな
いことが理解できる。

なおＣｕ、ＮｉまたはＭｏ、Ｃｒ　の含有量に応じて第
２図の第１段保持温度および第２段保持温度に修正を加
える必要があることは前述したとおりである。

（Ｉ−２）　　熱処理前の遊離フェライトの影響調査。

本発明の方法によって得られる球状黒鉛鋳鉄の組織が熱
処理前の遊離フェライトの量によって影響を受けるかど
うかを調べるため第２表に示す化学組成の供試材を前実
験において述べたと同様にし゛Ｃ製作し、以下の実験を
行なった。

第４図は供試材の約款状態における組織を示す顕微鏡写
真（倍率１００倍）で、（ａ）は供試材Ｐの、０））は
供試材Ｑの組織を示し、遊離フェライトの景はＰでは１
７％、Ｑでは６％と測定された。供試料ＱはＭｏを含有
しているため供試材Ｐに比べてブルスアイ状に析出（−
だ遊離フェライトの−け・が少ない。

これらの供試材を８２０℃に加熱して３０分間保持した
のち８０５℃に降温して６０分間保持し、次に３４０℃
の亜硝酸塩系塩浴中に移して２時間保持後空冷し、その
組織を調べた。第５図はその顕微鏡写真（４００倍）で
、（ａ）、（ｂ）は第４図同様それぞれ供試材Ｐ、Ｑの
組織を示している。基地中のフェライト弾：ば（ａ）で
は５０チ、（１〕）では４７％であって両者の間には実
質的に差は認められない。

上記のとおり第４図、第５図から熱処理前には供試料Ｐ
、Ｑ間には遊離フェライトの景に差が力・つても、熱処
理後の組織ではフェライト量には差が認められず、本発
明にあっては遊離フェライトを含む球状黒鉛鋳鉄を出発
材料としても差支えないことが判る。

（ＩＦ）　　機械的性質に関する実験 （、Ｉｌ、−１）基地中のフェライト量と機械的性質の
関係の調査。

前記実験（Ｉ）と同様にして第３表に示す化学組成の供
試材を製作した。

第３表（チ） Ｐ＝０．０５３〜０．０６３、Ｓ＝０．００７〜０．０
０８、Ｍｇ＝０．０３５〜０．０４５ 供試材２０の遊離フェライトは１．０　％であり、熱処
理によってフェライト量が変化するように第４表に示す
温度に第１段保持（３０分）、および第２段保持（６０
分）を行ない、続いて３３０℃に保持された亜硝酸塩系
塩浴中に移して１．５時間保持したのち空冷した。第４
表中の７エライト、ｔは熱処理後の基地中のフェライト
量である。また表中※印を伺した保持温度は共析変態温
度区域外の温度であり、比較のためそのフェライト量を
載せて力）る。

第４表 供試料Ｍ−２、Ｃ−２、ＭＣ−３は遊離フェライトはゼ
ロであったが、熱処理後に５０９６になるように第１段
保持温度を８２４℃、第２段保持温度を８０９℃とし、
その他は前記供試材２ｏの場合と同様に熱処理した（た
だし塩浴中保持時間を２時間と−する）。

上記の熱処理を施した供試料から平行部径６ｍ１Ｔ＋　
、標点距離２５ｍｍの引張試験片および衝撃試験片（３
号）を製作し、インストロン型引張試験機を用いて１ｍ
ｍ／分の歪速度の引張試験と、５ｋｇ−ｍ容量の衝撃試
験機で衝ｇ＄試験を行ない、衝撃試験片は次に検鏡して
フェライト量を測定したのち硬さを測定した。

試験結果は第６図に示すとおりである。引張り強さ、耐
力は基地中のフェライトの量の増加に伴なって低下し、
伸びは７エライト量の増加に伴なって増加しているのは
通常のとおりである。衝撃値はフェライト量の増加に伴
なって高くなるがおよそ５０％でピークに達し、更に７
エライト景が増加すると低下する傾向がみられる。硬さ
はフェライト量の増加に伴ない低下するのは予想どおり
である。ＭｏまたはＣｒを含有する供試材はこれらを含
有しない供試材の成績忙比較して衝撃値が僅か低いほか
は特に差異は認められない。

以上の結果から基地中のフェライト量は高い強度を持た
せるためには７０％以下とするのが望ましく、また充分
な靭性を持たせるためと硬さの上昇を押えて被剛性を害
しないようにするためには３０チ以上とするのが望まし
いことが判る。

（１，Ｉ・−２）熱浴温度と機械的性質との閂係訓査。

前記実＃（Ｉ）と同様に［２て第５表に示す化学組成を
有する供試料を製作した。各供試料の遊離フェライト蘇
は刊記したとおりである。

Ｍｎ　＝　０．２２〜０．２５、　Ｐ＝０．０６２〜０
．０４０、Ｓ　　＝０．００８〜００１０、　Ｍｇ＝０
．０４４〜０．０３２これらの供試材を８２５℃に３０
分分間時の第１段保持に続いて、Ｐ　２につ℃・では７
９５℃に、Ｑ−２およびＱＲ−２につ℃・ては８００℃
に、几−２については８０３℃にそれぞれ６０分間保持
の第２段保持を行い、次いで２５０〜４００’Ｃに保持
された亜硝酸塩系塩浴中に移し、２時間保持して空冷し
た。これらの熱処理を施した供試わから前記実験（ＩＴ
−１）の場合と同様に試験片を採取して試験に供した。

試験結果は第７図に示すとおりである。なお基地中のフ
ェライトの量は供試材Ｐ　−２およびＱＩＩ。

−２では４７〜５３ｑ６（ベイナイト量は５３〜４７チ
）、Ｑ−２およびＲ１−２では４５〜５０ｆ）（ベイナ
イト量は５５〜５０係）であった。塩浴温度が高くなる
程引張強さと硬さが低下し、耐力は上昇する。伸びと衝
撃値は３５０〜３７５℃で最高値を示している。然しな
から塩浴温度２５０℃でもなお伸びは工Ｏ１５チ以上、
衝撃値は１．４ｋ　ｇ　”　ｍ　／　０ｍ２　　以上、
塩浴温度４ｏＯ℃でもなお伸びは工３チ以上、衝撃値は
１．３ｋｇ−ｍ／Ｃｍ２　　以」二を示ｉ−ている。

上記の結果から優れた靭性が得られる塩浴温度は２５０
〜４００℃の範囲であり、特に好ましい範囲は３００〜
３７５℃で力）ることか判る。

以上説明したよ５に水元ＩＪＩＪの熱処理方法によれば
出発材料のフェライト員には関係がなく、温度も許容範
囲が広いので、鋳造品の化学組成や肉厚に変動があって
も、それらに応じて熱処理温度を厳密に制御する必要は
なく六員生産に好適であって、工売上の利用価値はきわ
めて大きい。また本発明の方法によって得られる球状黒
鉛鋳鉄は優れた強靭性を有し、その機械的性質は前記先
行出願の球状黒鉛鋳鉄のそれに比べて劣ることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る球状黒鉛鋳鉄のＮｉとＣＬＩの含
有量の範囲を示すグラフ、第２図は同じくフェライト景
３０％または７０ｑ６となる共析変態温度区間内の第１
段保持温度と第２段保持温度との関係をＳｉ含含有を変
化させて示したグラフ、第３図は同じく加熱速度２℃／
分および４０’Ｃ／分別の第２図と同°様なグラフ、第
４図は実験例の熱処理前の供試材の組織を示す顕微鏡写
７Ｌ（×１ｏｏ）、第５図は同じく熱処理後の組織を示
す顯微鈍写汽（Ｘ４００）、第６図は水元８Ａに係る球
状品＃Ｊ鋳鉄の基地中の７エライト員と機械的性質との
関係の一例を示すグラフ、第７図は同じく塩浴温度と機
械的性質との関係を示すグラフでふる。 出願人代理人　　ｊ′ｐ浬士　鴨志１）次　男第　１　
図 第２図 Ｓｔ’、　Ｘ 第３図 Ｓｉ７　％ 第４図 二ａ）　　　　　　　　　　　　　　　ｃｂ　）ｘｉｏ
ｏ　　　　　　　　　　　　　　　ｘｌｏ。 箪　５　図 ａ）　　　　　　　　　　　　　（ｂ）Ｘ４００　　　
　　　　　　　　　　　Ｘ４００第　７　図 ヘ ミ９０ く ゛−−極、 士；８Ｏ Ｎ鴫 暎 ；７０ 駈七−−−− 一一一一一一一一一一 ２０　　　　　　　　　　　　　　　−゛　２〈２へ １．・１５ ゐ 竜−／ ’−７１０ ／−へ □　Ｐ−２ −・−−−−−−−・−ＱＲ−２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　０３〜４　％、　Ｓｉ　　　２．２〜３．７　　
   係、　Ｍｎ　１　チ以下、Ｐ　０．１％以下、８０．０
   ２％以下、黒鉛球状化処理元素０．０７％以下、ならび
   にＣｕ　　Ｏ，４〜２係も（−＜はＮｉ□、７〜３チま
   たは添伺第１図に示すＡ（ＣｕＱ、４％、Ｎｉ０％）、
   Ｂ（Ｃｔ＋２％、Ｎｉ　　Ｑ％）、Ｃ（Ｎｉ０．７％、
   Ｃｏ　Ｑ％）、Ｄ　（Ｎｉ　　　３　　％、　ＣｕＯ４
   鳴；；）　、　Ｅ（Ｎｉｌ　　％、　Ｃｒ夏　２ｑ６）
   で囲まれる範囲内のＣｕ　とＮｉ　　を含有し２、残部
   が実質的にＦｅからなる球状黒鉛鋳鉄を共析変態温度区
   間内の温度に加熱保持してフェライト、オーステナイト
   および黒鉛の共存する組織としたのち冷却してマルテン
   ザイト粒またはベイナイト粒とフェライト粒との混合し
   た基地中に球状黒鉛が晶出している組織とする強靭球状
   黒鉛鋳鉄の熱処理方法であって、共析変態温度区間の保
   持が該温度区間内の任意の温度に保持する第１段保持と
   、次いで該保持温度に応じて添付第２図のフェライト量
   ３０ｑ６の実線とフェライト景７０チの破線上のまたは
   ２１℃ｘ　（Ｎｉ　　％−０，５％　）を減じた温度の
   間の温度に保持する第２段保持とからなり、基地組織を
   面積率で３０〜７０％の７エライトを含む混合組織とす
   ることを特徴とする強靭球状黒鉛鋳鉄の熱処理方法。 ２、第２段保持の温度が第工段保持の温度よりも低温で
   ある特許請求の範囲第１項記載の強靭球状黒鉛鋳鉄の熱
   処理方法。 ３、Ｃ３〜４Ｌｙ６、Ｓｔ　２．２〜３．７％、Ｍｎ１
   ％以下、１０１１％以下、Ｓｏ、０２９６以下、黒鉛球
   状化処理元素０．０７チ以下、ＭｏおよびＣｒの１種ま
   たは２種を合計で０．０５〜０．５％ならびにＣｕＯ，
   ４〜２％もしくはＮｉ０４〜３チまたは添付第１図に示
   すＡ　（Ｃｕ　　Ｑ、４　％、Ｎｉ　Ｏ＊）、１３（Ｃ
   ｕ２％、Ｎｆ　　０％）、Ｃ（ＮｉＱ、７％、Ｃｕ　Ｏ
   チ）、Ｄ（Ｎｉ３％、Ｃｕｒｌ）、Ｅ（Ｎｉ１％、Ｃ１
   Ｉ２％）で囲まれる範囲内のＣｕ　　とＮｉ　を含有し
   、残部が実質的にＦｅからなる球状黒鉛鋳鉄を共析変態
   温度区間内の温度に加熱保持してフェライト、オーステ
   ナイトおよび黒鉛の共存する組織としたのち冷却してマ
   ルテンサイト粒またはベイナイト粒とフェライト粒との
   混合した基地中に球状黒鉛が晶出している組織とする強
   靭球状黒鉛鋳鉄の熱処理方法であって、共析変態温度区
   間の保持が該温度区間内の任意の温度に保持する第１段
   保持と、次いで該保持温度に応じて添付図面第２図のフ
   ェライト量３０％の実線と７エライ）Ｍ７０％の破線上
   のＳ＋含有量に対応して得られる温度にそれぞれＣＬＩ
   　　、Ｎｉ　　、ＭｏおよびＣｒの含有量・により２１
   ℃Ｘ（Ｃ１４％−１係）、２１℃×（Ｎｉ　　％−０，
   ５％）を減じ、または２８℃×（ＭＯ％十〇ｒ％）を加
   算した温度の間の温度に保持する第２段保持とがらなり
   、基地組織を面積率で３０〜７０ｑ６のフェライトを含
   む混合組織とすることを特徴とする強靭球状黒鉛鋳鉄の
   熱処理方法。 ４、第２段保持の温度が第１段保持の温度よりも低温で
   ある特許請求の範囲第３項記載の強靭球状黒鉛鋳鉄の熱
   処理方法。