JPS6046343A - 排気バルブ用合金 - Google Patents

排気バルブ用合金

Info

Publication number
JPS6046343A
JPS6046343A JP15450483A JP15450483A JPS6046343A JP S6046343 A JPS6046343 A JP S6046343A JP 15450483 A JP15450483 A JP 15450483A JP 15450483 A JP15450483 A JP 15450483A JP S6046343 A JPS6046343 A JP S6046343A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
strength
phase
temperature
added
Prior art date
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.)
Granted
Application number
JP15450483A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0364588B2 (ja
Inventor
Susumu Isobe
磯部 晋
Kenkichi Matsunaga
松永 健吉
Yoshiaki Takagi
善昭 高木
Tokukatsu Sato
佐藤 徳勝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Daido Steel Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd, Daido Steel Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP15450483A priority Critical patent/JPS6046343A/ja
Publication of JPS6046343A publication Critical patent/JPS6046343A/ja
Publication of JPH0364588B2 publication Critical patent/JPH0364588B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Lift Valve (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は各種内燃機関の排気バルブに使用Jる合金に関
する。
従来、カッリンエンジンやゲイ−じルエンジンの排気バ
ルブの拐料としでは、高マンガンA−−ステナイト鋼で
ある5UH36(Fe−8,5Mn−21Or−,4N
i−0,50−0,4N>が多用されてぎた。 しかし
近年に4fっC1エンジンの高圧縮比、高出力化の傾向
が一段と高まり、バルブの使用条件はまり°ます過酷な
ものどなっ−(いる。 それに応じて、バルブの傘部に
ステライト(例えば、No 、6 : Co −28C
I’−Zl、5W>を肉盛して耐食性と耐摩耗性とを向
上させたり、高温強度および耐食性ともすぐれたN1基
白4熱合金であるNCF751 (Ni−15,5Cr
−INb−2,3Ti−1,2AI −7Fe )やN
 CF30A (Ni −19,5Cr−2,b’l’
i −1。
4AI)を使用りるといった対策がとられ(いる、。
しかしいずれの場合も、高価なGOまたはN1を多量に
含有する合金を使用゛りるため、バルブのコストが若し
く高くなるという問題がある。
過酷な使用条件に耐え、コストは低部なバルブ材料をと
いう要求にこたえるため、本発明者らの一人は、さきに
析出硬化型Fe基耐熱合金を開発して、すでに開示した
く特開昭56−20148号)。
ひきつづき、製造性および高温特性に及ぼJ合金元素の
影響について研究を重ねた結果、以下に示す合金組成を
採用覆ることにより、バルブの索Hの製造性が著しく改
善されるうえに、排気バルブ材料として上記Ni基合金
とほぼ同等の性能を有するものが得られることを見出し
て本発明に至つ 1こ 。
ターなわら本発明の排気バルブ用合金は、C:O。
01〜0.15%、Si:2.0%以下、Mn:2.5
%以下、Ni :35〜60%、0r15〜25%、M
O:0.5〜3.0%、Nb:O13〜3.0%、Ti
:2.O〜3.5%、Al:0゜2〜1.5%およびB
:0.0010〜0.020%を基本合金成分とし、M
g:0.001〜0゜030%、Ca : 0.00”
l 〜0.030%おJ、びREM:0.001〜0.
050%からえら/Vだ少なくとも1秤をCイラし、残
部かリコ負的にl二〇からなるFe基耐熱合金である。
本発明合金の成分組成範囲の限定理由について述べれば
、つぎのとおりである。
c:o、o1〜0.15% Cは、Or 、 NbまたはT1と結合して炭化物を形
成し、高温強度を高める元素である。この効果を得るに
は、少なくとし0.01%の添加を必要とする。 しか
し、多量に添加りると高温にお(プる強度および靭延性
が低下づるため、0.15%以下に止める。
Si、: 2.0%以下 Slは11;2酸元素として必要であるが、多重に添加
し過ぎると強度a5よび靭延性が低下するばかりでなく
、バルブ44に要求される耐1−)bOアタック性も劣
るため、2.0%以下に限定した。
Mn:2t5%以下 MnはSlと同様、脱酸元糸として添加されるが、あま
り多用になると高温における耐酸化性が低下づるので、
2.5%を上限とした。
Ni:35〜60% Niはオースブナイトの安定化に必要であると同時に、
時効処理によりγ′相(Ni 3 (AI、T1))を
析出させ、材料に高温強度をf」へする。 また、耐1
)bOアタック性を改善りる元素でもある。 ただし、
35%未満ではこの効果が低いうえ、σ相などの脆化相
が(h出しやりくなるため35%以上を要する。 しか
し、必要以上に添加しても、効果が飽和し、4A料=1
ストの上背を招くだけであるため、60%以下に限定し
た。
Cr:15〜25% Orは高温におりる耐酸、耐食性を帷1うリ−るために
必須な元素である。 この目的に【よ、最低15%の含
有を必要とするが、多Lr1に添加づるとオーステナイ
1へ相が不安定となってσ相等の脆化相が析出し、高温
における強度A3 J:び靭延性が低下するので、25
%以下とする。
MO:0. 5〜3.0% MOはオースブナイト相に固溶して、固溶強化作用にJ
:り高温強度を向上さUる1、 この効果を得るために
は0.5%以上添加する必要があるが、添加し過ぎると
Orと同様、I]I+’+化相をlJi出させ逆効果と
なるので、3.0%を限界どりる。
Nb :0.3〜3.0% Nbは炭化物やγ−相を形成し“C高温強度を高める元
素である。 この使用目的からは、最低0.3%の添加
が必要であるが、添加し過ぎるとδ相(Ni 3Nb 
)やL aves相(Fe2Nb)が析出し、高温にお
(プる強度および靭延性が低下するほか、耐酸化性およ
びf111食刊を劣化さl!るので、3%を上限とした
Ti:2.0〜3.5% γ−相の主形成元素である−11は、高d1,1強瓜を
維持するために重要な元素である。 添加量があまりわ
ずかであるどγ−相の析出量が少なく、十分な高温強度
が得られない。 一方、添加し過ぎるとη相(Ni 3
−1−i)が411出し、強1島が低下する。 そこで
、添加量は2.0%〜3゜5%の範囲からえらぶ。
Al :0.2〜1.5% △1は−11およびNbと同様、γ′相のEI 4r?
J成元素である。 添加量が少な過ぎると7′−相が不
安定となってη相が析出し、強度低下をJr(くため、
0.2%以上添加することが必要である。 しかし、添
加し過ぎるとγ′相とマトリックスとの整合性が高まっ
て整合歪が減少し、十分な強度が得られなくなる。 ま
た、AIの過剰添加は製造性を低下させる。 これらの
理由から、上限を1.5%にえらんだ。
B : 0.0010−0.020% Bは結晶粒界に偏析し−Cクリープ強度を高めるはか、
粒界へのη相の析出を抑える働きをJる。
この作用を十分にさゼるためには0.0010%以上添
加する必要があるが、添加し過ぎると熱間加工性が悪く
なるため、上限を0.020%とした。
M(1:0. 001〜0. 030%Ca :0. 
001〜0. 030%Eで1玉M:0. 001〜0
.050%これらの元素は、本発明において最も土間で
ある。 いずれも、溶解時にII2 M 、脱硫九yh
どして作用するほか、残留硫黄をMt化物として固定し
、熱間加工性を茗しく政所り−る。 同u;lrにクリ
ープ破断強度および破断伸びをも向上さ1±る効果があ
る。 また、REMは耐酸化1’lの改i!;にも役立
つ。 しかし、いずれの元tb、添加し過ぎると熱間加
工性を著しく 4H,lうため、M(]にあっては0.
001〜0.030%、CaにあってはO,,001〜
0.030%、R1三Mにあって(10,001〜0.
050%の限界を設定した。
次に実施例をあげて、本発明のバルブ用4421を具体
的に説明する。
第1表に示J化学組成の合金を畠周波真空誘ンク炉で溶
製し、50k(lのインボッ1〜に鋳造した。
1150℃で15時間のソーキング処理を茄したインボ
ッi〜から試験片を採取し、高温高速引張試験を行ない
熱間加工性を調査した。
また、ソーキング処理を施したインボッ1〜の一部を皮
削りし、1150〜900℃の温度域で鍛伸J3J、び
圧延ににり径18mmの丸棒とし、高温引張特性および
耐酸・耐食性を評価する供試材とした。 なお、この丸
棒は固溶化処理(1050℃X30分−曲冷)および時
効処理(750℃×4時間−空冷)を施した後、実験に
供した。
第1表 合 金 CNi Cr Mo Nb (本発明) A 0.05 42.42 20.84 2.03 0
.!、t。
B O,0544,5221,031,210,92C
0,0442,5021,051,151,01D O
,0542,3720,951,130,981三 〇
、05 42. 25 21. 08 0. 76 2
. :2/IF 0.05 42.71 20.77 
1.13 1.08G O,O!l 42.38 20
.82 2.07 0.41HO,0542,5321
,05) ’1.14 2.761 0.04 53.
51 21.13 1.05 0.93J 0.05 
54.08 21.2/l i、08 0.90(比較
例) K O,0542,3520,881,090,“92
L O,0442,3821,021,180,90M
 O,0542,3120,970,981,05N 
O,0542,6420,85−’ −−(NCF75
1相当) 0 0.06 残 15.50 −− 0.97〔注〕
 供試材A−Nの81は0.10〜0.20%、Mll
は0.40〜0.75(%) 1−i Al 旦 トC工1月町 2.77 領 76 0.0050 残 tvlg: 
0.00272.73 0.64 0.0043 残 
fvlg: 0. 01022.69 0.6(30,
OO1!11 残 Ca :0.00742.70 0
.68 0. 0043 残 RFIVI : 0.0
232.35 0.57 0.0044 残 Mg :
 0.007(i2.73 0.62 0.0053 
残 Mg :0.0060Rr’:M : 0.012 2.92 0.81 0.0037 PA Ca :0
.0113RLM:0. 022 2.24 0.75 領 0043 残 Mg :Q、
00572.71 0.68 0.0043 残 Mg
 : 0.00632.75 0.74 0.0045
 残 1:<EM:O10′192771 領 75 
0.0047 残 −−−2,690,740,004
,2残 M(1: 0.0382.76 0.65 0
.0051 残 1りにEM : 0.0592.81
 0.’58 0.0O44残 tvlJ :Q、01
052.35 1.25 − 6.71 −%の範囲で
ある。
(1) 熱間加工性 グリ−プル試験機による高温高速引張試験の結果のうち
、合金AおよびKについての結果を第1図に示す。
一般に、50%以上の絞りが得られる温度域において圧
延が可能といわれている。 従って、その温度域が広い
ほど、熱間加工性がすぐれていると判断できるので、各
合金について、高温高速引張試験を行ないその温度幅を
めた。
第2表にその結果を示す。
第2表にみるように、M(+ 、Ca J5J:び1テ
1三Mのいずれをも含まない比較合金1くに比べ、それ
らの元素のいずれかを含む本発明合金Δ・〜Jの熱間加
工可能な温度幅は広く、熱間加工性が大幅に改善された
ことが分る。
また、比較合金りおよびMのデータが示づように、Mg
およびREMをそれぞれ本発明の範囲を超えて多量に添
加した揚台、若しく熱間加工性が低下Jる。
i2表 合 金 50%以」二の絞りが 得られる湿度幅(℃) 本発明 A 230 B 235 C220 D 220 E 230 [225 G 200 H210 1235 J 230 比較例 K 160 L 50 M O (2) 高温引張特性 バルブは作動中にバルブスプリングのバネ力によって繰
返し打撃を受()る/jめ、バルブ+Aには作動温度f
1近にd−3いて引張特性がりぐれていることが要求さ
れる。
前述の熱処理を施した径18mmの丸棒について、80
0℃で行なった高温張試験のれ11果を、第3表に示す
表にみるように、800℃にお(りる本発明合金の0.
2%耐力および引張強さは、現用N1基合金Oど【ばば
同等である。 また、本ブを明合金の高温強度は、MO
およびNbを含有しない比較合金Nに比べてまさってい
る。
第3表 合 金 0.2%耐力 引張強さ 伸び 絞りkgf/
 mm2 kgf/ mm2 % %本発明 A 51 、3 64.0 19 、4 28 、5B
 5+、i G3,2 21,2 28.7C50,8
63,!+ 2(1,430,3D 51,1 63,
8 21.5 30,7E 52.7 64.!+ 1
7,3 2!J、4に 51.0 G3,5 19,9
 29.6G 52.1 64.0 2(1,3241
,11−152,864,818,627,71、52
,764,818,32(i、5J 53,2 65,
3 17.!i 25,8比較例 N 43,6 54,8 18.3 28.+0 52
.3 64.5 G、7 12.8(3) 耐酸化性 前述したように、最近はエンジンの高圧縮比、高出力化
の傾向に伴ない、バルブの使用ffrA IQが上昇覆
る傾向にある。 従って、バルブ祠にどって、高温にd
ハブる耐酸化性は非常に単Vj、なR性となっている。
そこで、本発明合金について900℃で200時間加熱
後の酸化増量をめ、現用Ni基基合金のそれど比較した
酸化試験の結果を第4表に示す。
表にみるとおり、木ざt明合金の耐酸化性は現用N i
 73合合金に比べて、まさるとも劣らない。
本発明合金の中でも、REM添加Hの耐酸化性は無添加
材のそれに比べ、若干づぐれていることが確認された。
第4表 合 金 酸化1!i (fi、< 1ll(1/ にt
ll’ )本発明 A 1.4 B 1,2 C1,3 [) 1.0 F 1.5 F 1.1 G 1.0 1(1,6 11,3 J O19 比較例 K 1.4 0 1.7 (4) 耐PbOアタック性 燃料として、四エチル鉛を添加したガソリンが使用され
る場合がある。 加鉛ガソリンを使用すると、燃焼生成
物として酸化鉛D)bo)かでき、これがバルブ表面に
イ(」着して高温腐食(Pb Oアタック)を生じるこ
とがある1、 そのため、バルブ祠には耐PbOアタッ
ク性・6重要な特性とされている。
なお、バルブ表面に付着する燃焼生成物は純粋なPbO
であることは少なく、r%l 1112鉛(Pl)SO
4)が混在していることが多い。 しかb、PbOとP
b SO4とが共存づると、腐食は一段と激しく起ると
いわれている。
そこで、本発明合金についてbpHoどl−) l。
SO4との混合法(Pb O: pHSO4=6 :4
)中での腐食試験(920℃×1時間)を行なった。 
その結果を第5表に承り。
表に明らかなにうに、本発明合金の?i4食性は現用N
i1合金OのそれJこり、はるかにりぐれている。 こ
れは、Sアタックが生じるような腐食雰囲気中での試験
では、cr含イjflが多く、N1含有量が低い本発明
合金の組成のブノがイj刊なためである。
第5表 合 金 腐食減m (Il1g/cm2 )本発明 A 492 B 445 C433 1) 427 E /164 F 4 /I O G 483 H/1.82 1 528 J 514 比較例 K 449 0 765
【図面の簡単な説明】
図面は、高温高速引張試験にお()る絞りの(1「Jと
試験湿度との関係を、本発明の含金△おJ、ひ比較例の
合金Kについて示ずグラフで゛ある。 特W[出願人 人同特殊鋼株式会社 同 本田技till土業株式会ネ; 代理人 弁理士 須 賀 総 人

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. C:0.01〜0.15%、Si:2.0%以下、Mn
    :2.5%以下、Ni:35〜60%、Cr:15〜2
    5%、MO二0.5〜3.0%、Nb :Q、3〜3.
    0%、Ti:2.O〜3.5%、Al :0.2〜1.
    5%おにびB:O,0O10〜0.020%を阜本合金
    成分どし、Mg :0.001〜0.030%、Ca 
    :0.001〜0.030%およびREM:0.001
    〜0.050%からえらんだ少なくとも11I!を含有
    し、残部が実質的にFeからなる排気バルブ用合金。
JP15450483A 1983-08-23 1983-08-23 排気バルブ用合金 Granted JPS6046343A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15450483A JPS6046343A (ja) 1983-08-23 1983-08-23 排気バルブ用合金

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15450483A JPS6046343A (ja) 1983-08-23 1983-08-23 排気バルブ用合金

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6046343A true JPS6046343A (ja) 1985-03-13
JPH0364588B2 JPH0364588B2 (ja) 1991-10-07

Family

ID=15585684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15450483A Granted JPS6046343A (ja) 1983-08-23 1983-08-23 排気バルブ用合金

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6046343A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63180028A (ja) * 1987-01-20 1988-07-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 換気警報装置
JPH01259140A (ja) * 1988-04-20 1989-10-16 Hitachi Metals Ltd 排気弁用Ni基合金
US5779972A (en) * 1996-04-12 1998-07-14 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Heat resisting alloys, exhaust valves and knit meshes for catalyzer for exhaust gas
US7651575B2 (en) 2006-07-07 2010-01-26 Eaton Corporation Wear resistant high temperature alloy

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5039620A (ja) * 1973-08-13 1975-04-11
JPS50102519A (ja) * 1974-01-17 1975-08-13
JPS57149458A (en) * 1981-03-09 1982-09-16 Daido Steel Co Ltd Corrosion-resistant material

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5039620A (ja) * 1973-08-13 1975-04-11
JPS50102519A (ja) * 1974-01-17 1975-08-13
JPS57149458A (en) * 1981-03-09 1982-09-16 Daido Steel Co Ltd Corrosion-resistant material

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63180028A (ja) * 1987-01-20 1988-07-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 換気警報装置
JPH01259140A (ja) * 1988-04-20 1989-10-16 Hitachi Metals Ltd 排気弁用Ni基合金
JPH0411613B2 (ja) * 1988-04-20 1992-03-02 Hitachi Kinzoku Kk
US5779972A (en) * 1996-04-12 1998-07-14 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Heat resisting alloys, exhaust valves and knit meshes for catalyzer for exhaust gas
US7651575B2 (en) 2006-07-07 2010-01-26 Eaton Corporation Wear resistant high temperature alloy

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0364588B2 (ja) 1991-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4780189B2 (ja) オーステナイト系耐熱合金
EP2058413B1 (en) Ferritic stainless steel sheet having excellent heat resistance
US10233523B2 (en) Carburization resistant metal material
WO2010110466A1 (ja) 耐熱性と加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼板
JPWO2003004714A1 (ja) 排ガス流路部材用フェライト系ステンレス鋼
WO2013147027A1 (ja) 耐熱オーステナイト系ステンレス鋼板
JPH09279309A (ja) Fe−Cr−Ni系耐熱合金
US4631169A (en) Alloys for exhaust valves
JP3951943B2 (ja) 耐過時効特性にすぐれた高強度の排気バルブ用耐熱合金
JP2010280950A (ja) 排気バルブ用耐熱鋼及びその製造方法
US9745649B2 (en) Heat-resisting steel for exhaust valves
JP5937861B2 (ja) 溶接性に優れた耐熱フェライト系ステンレス鋼板
US4871512A (en) Alloys for exhaust valve
JPS6046343A (ja) 排気バルブ用合金
JPS6214628B2 (ja)
JPH07188819A (ja) 電熱合金
JP3424314B2 (ja) 耐熱鋼
JPS60114551A (ja) 高強度ボルト用鋼
JPS6070166A (ja) 耐クリ−プ耐酸化性低合金鋼
JPH11106860A (ja) 溶接熱影響部のクリープ特性に優れたフェライト系耐熱鋼
JPH05212582A (ja) 高Crフェライト系耐熱鋼用溶接材料
JPS6112843A (ja) エンジンバルブおよび同バルブシ−ト用Co基合金
JP2000192205A (ja) 耐酸化性に優れた耐熱合金
JP2001158943A (ja) 耐熱ボルト
JPS6046353A (ja) 耐熱鋼