JPS5959864A - デイ−ゼル機関バルブ用鋼 - 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、ディーゼル機関のパルプ用鋼の改良に関する
。　本発明の鋼は、耐食性と熱伝導性がすぐれているの
で、とくに低質の燃料を使用し高温で作動する舶用のデ
ィーゼル機関のバルブ月利として適している。

一般に、ディーゼル機関とくに舶用のディーゼル機関の
バルブに要求される特性は、高い作動温度（５００−６
００°Ｃ）における軟化抵抗性が大であること、耐食性
および疲労強度が高いこと、硬化肉盛や肉盛補修のため
の溶接性がすぐれていること、などである。

従来、この種のバルブの旧旧としては５Ｕｔ（３。

５ＵＨ３１などの鉄基の耐熱合金が多く用いられてきた
が、最近ディーゼル機関がさらに高性能化、高出力化を
要求され、一方で低質の燃料を使用せざるを得なくなる
につれてバルブの損傷や腐食が激しくなり、吹き抜は事
故が起るといった問題が生じてきた。　より高性能の旧
制でこの問題に対処する方向をえらび、ニッケル基超合
金の一種であるＮｉｍｏ旧ｃ　８０Ａを使用する試みも
なされてしするカス、この合金は著し７〈高価であり、
実用し難い。

一方、ディーゼル機関の構造面からの交を策として、パ
ルブンートの冷却法を改善して燃焼ガスの熱がスムーズ
に伝達してとり去られるようにし１１、パルプフェイス
の温度をできるだけ低くして損傷を少なくする努力がな
されている。　　し力・（７、これは当然ながら限界が
ある。

本発明者らは、上記の諸問題の解決を意図り、て研究し
た結果、下記の組成の鋼が、高温強度、熱伝導率、耐食
性および成形加工性においてすぐＪ′Ｌでおり、ディー
ゼル機関とくに舶用のそれのＮ　／Ｌ・プ用材料として
好適であることを見出しブＣ０すなわち本発明のディー
ゼル機関パルプ用鋼は、基本的組成として、Ｃ：　０．
２０−０．３０％＋Ｓ＋’０．１０−１．２％、　Ｍｎ
　：　０．１０−２．０％、　Ｃｒ　：　１８．０−２
５．０％、　Ｎｉ　：　８．０−１５．０％およびＷ：
０．５−２．５％を含有し、残余が実質的にＦｅかもな
るものである。

この合金鋼中の各成分の役割と、その組成範囲の限定理
由は次のとおりである。

Ｃ；　０．２０−０．３０％ 材料の強度を高めるために自効な元素であり、必要な強
度を得るには０．２０％以」−必要であるが、多量に存
在すると耐食性を低下させるばかりでなく、バルブへの
成形性もよくないので、　　０．３０％までの、比較的
低含有量の狭い範囲内にコントロールする。

Ｓｉ　：　０．１０−１．２％ 脱酸剤とｌ〜で使用し、少なくとも０．１０％は添加す
る必要がある。　多量になると熱伝導率と靭性が低下し
１被削性にも影響が出るので、１．２％以下に限定する
。

Ｍｎ　：　０．１０−２．０％ 脱酸、脱硫元素として有用である。　多量にすぎると熱
間加工性と耐食性とくに耐酸化性を損うので、」二記の
範囲内とする。

Ｃｒ　：　１８．０−２５．０％ バルブ鋼の耐食性にとって最も重要な耐バナジウム・ア
タック性、耐酸化性を確保する十で不可欠であり、１８
．０％以上添加する。　　しかし、　　２５．０％を超
える添加はデルタ−フェライト相を生成させ、高温強度
を著ｌ〜、く低下させるから有害である。

Ｎｉ　：　８．０−１．５．０％ オーステナイト安定化元素であり、耐バナジウム・アタ
ック性および靭性の向上に有効であるから、８，０％以
」＝添加する。　　１５．０％を超えて添加しても、効
果はあまり増大せず不経済となる。

Ｗ　：　０．５−２．５％ 一部は微細炭化物を形成し、一部は基地鉄中に固溶して
高温強度を向」ニさせる。　このためには少なくとも０
．５％添加しなければならないが、多くなると耐酸化性
にとってマイナスであり、熱間加工も困難になシ、その
限界は２．５％である。

所望であｉｃば１上記の基本組成に対してさらにいくつ
かの元素を添加して、一層すぐれた／望ルグ鋼とするこ
とができる。　本発明のディーゼル機関パルプ用鋼は、
変更態様として、Ｃ：０．２０−０．３０％、　Ｓｉ　
：　０．１０　”　１．２％、　Ｍｎ　：　０．１０−
２．０％、　Ｃｒ　：　１８．０−２５．０％、　Ｎｉ
　＋　８．０−１５．０％およびＷ　：　０．５−２．
５％を含有し、さらにＭＯ二〇、０５−１．０％、　Ｎ
ｂ　：　０．０５−１．０％、　Ｖ　：　０．０５−１
．０％、　Ｎ　：　０．０２−０．３０％およびＢ　：
　０．００２・−０，０１０％からえらんだ１種または
２種以上を含有し、残余が実質的にＦｅからなるもので
ある。

上記の選択的添加元素の効果と、組成範囲の決定理由は
次のとおりである。

Ｍｏ　：　０．０５　＝　１．０％、　Ｎｂ　：　０．
０５−１．０％、Ｖ二〇、０５−１．０％ これらの成分はいずれも炭化物および窒化物を形成して
高温強度の向上に寄与するが、多量に含有させると靭延
性が低ドするし、経済的にも不利である。　実験の結果
、上記の範囲が適切であることがわかった。

Ｎ　：　０．０２−０．３０％ 一部は他の元素と化合して窒化物を形成し、一部は基地
鉄中に固溶して高温強度を高める。

この効果は、　　０．０２％以」二の含有で明らかとな
るが、０．３％を超えて含有させることは困難があるし
、靭延性も損われる。

Ｂ　：　０．００２−０．０１０％ 旬相中に析出して粒界を強化し、高温強度および耐酸化
性の向」二に貢献する。　添加量０　、００２％未満で
は効果が不十分であり、一方、０．０１０％を超過する
と靭性が低下し、溶接性も顕著に損われるので、この範
囲をえらぶ。

次に実施例により本発明を具体的に説明し、効果を実証
する。

実施例 第１表′に示す組成の鋼まだはＮ１合金を溶製し、下記
の特性を測定した。　その結果は、それぞれ右に記した
表に掲げるとおりである。

○高温強度・・・・・・・・第２表 ○熱伝導率・・・・・・・・・第３表 ○耐食性・・・・・・・・・第４表 側食性試験において、耐酸化性は大気中で９００’ＣＸ
１００時間の加熱を行なって増量をしらべたものであり
、耐バナジウム・アタック性はＶ２Ｏ５−２０％Ｎａ２
ＳＯ４の溶融塩混合物（８００°Ｃ）中に５時間浸漬し
たときの減量であられす。　いずれも数字が小さいほど
耐食性が高いことはいうまでもない。

次に、これらの材料から、図面に示す寸法および形状の
舶用ディーゼル機関のパルプを製造し、肉盛面Ａに対し
て下記の条件で肉盛シ溶筬を行なって、割れの有無をし
らべだ。　その結果は第５表に示すとおりである。

溶接方法：ＴＩＧ自動溶接 溶加材ニステライト＃６ ）′６接電圧＝１５Ｖ 溶接電流：　１３０Ａ 第　　２　　表 第　　３　　表 第　　４　　表 第　　５　　表 以上の結果を総合すると、本発明のバルブ用鋼は、高価
なＮ１基超合金にくらべて高温強度や耐食性は及ばない
が、熱伝導率はそれより高く、加工性もまさっており、
既存の鉄基合金よりはほとんどの点ですぐれていると結
論できる。　つまり、従来品と大差ない価格で加工しや
すい銅相が捉供され、それを用いたディーゼル機関用バ
ルブは耐久性が高いということができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施例において試作した舶用ディーゼ
ル機関バルブの形状および寸法（単位量）を示す、一部
を省略した側面図である。 特許出願人　財団法人日本舶用機器開発協会同　　　日
本造船機械株式会社 同　　大同特殊鋼株式会社 代理人　弁理士　須　賀　総　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　　Ｃ：　０．２０−０．３０％、　Ｓｉ　：　
   ０．１０−１．２％。 Ｍｎ　：　０＝１０　”　２．０％、　Ｃｒ　：　１８
   ．０−２５．０％。 Ｎｉ　：　８．０−１５．０％およびＷ　：　０．５−
   ２．５％を含有し残余が実質的にＦｅからなるディーゼ
   ル機関パルプ用鋼。 （２１Ｃ：　０．２０−０．３０％、　Ｓｉ　：　０．
   １０−１．２％。 Ｍｎ　：　０．１０−２．０％、　Ｃｒ　：　１８．０
   　”　２５．０％。 Ｎｉ　：　８．０−１５．０％およびＷ　：　０．５−
   ２．５％を含有し、さらにＭｏ　：　０．０５−１．０
   ％、　Ｎｂ　：ｏ、Ｏｓ　−ｉ、ｏ％、　Ｖ　：　０．
   ０５−１．０％、　Ｎ　：　０．０２−０．３０％およ
   びＢ　：　０．００２−０．０１０％からえらんだ１種
   または２種以上を含有し残余が実質的にＦｅからなるデ
   ィーゼル機関パルプ用鋼。