JPS609860A - 予燃焼室インサ−ト - Google Patents

予燃焼室インサ−ト

Info

Publication number
JPS609860A
JPS609860A JP11420083A JP11420083A JPS609860A JP S609860 A JPS609860 A JP S609860A JP 11420083 A JP11420083 A JP 11420083A JP 11420083 A JP11420083 A JP 11420083A JP S609860 A JPS609860 A JP S609860A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insert
steel
thermal fatigue
present
resistance
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.)
Pending
Application number
JP11420083A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Hirayaku
平訳 勉
Mitsuo Onozaki
小野崎 光男
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.)
Riken Corp
Proterial Ltd
Original Assignee
Riken Corp
Hitachi Metals 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 Riken Corp, Hitachi Metals Ltd filed Critical Riken Corp
Priority to JP11420083A priority Critical patent/JPS609860A/ja
Publication of JPS609860A publication Critical patent/JPS609860A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (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】 この発明は耐酸化性及び熱疲労耐性に優れたマルテンサ
イト系の耐@鋼からなる予燃焼室インサートに係り、特
に800℃以下の繰返し加熱を受ける条件で使用するの
に好適な予燃焼室インサートに係る。
例えばディーゼルエンジンの予燃焼室インサートの製造
に用いられている耐熱鋼としてはオーステナイト系のJ
IS−3CH12,5UH310,5UH661または
Ni基耐熱合金のNimo−cast80、マルテンサ
イト系ではJIS−3UH616,5UH3などがあり
、これらは加工性或いは切削性が悪いので主としてロス
トワックス法で鋳造されでいる。
本発明者は予燃焼室インサートの破損原因を調査した結
果、オーステナイト系耐熱鋼製およびNi基耐熱合金製
の場合にはCr含有量が多いので使用中の浸炭酸化の繰
返しによる焼損は殆ど無いが、熱膨張係数が大きいため
熱疲労によって割れることを見出した。又従来のマルテ
ンサイト系耐熱鋼製の場合には変態温度が低いため使用
中に相変化が起こって熱疲労による割れを生じ、また耐
酸化性が不十分なため浸炭酸化の繰返しに基づく焼損が
生ずることを見出した。
更に現在使用されている予燃焼室インサートは前述した
ように主としてロストワックス法で鋳造されているので
コスト高となる上に、ときには偏析やボイドなどの鋳造
欠陥を生ずることがあり、材料特性上からも問題が多い
本発明は上記のごとき問題点を解決する予燃焼室インサ
ートを提供することを目的とし、C0,25〜0.4%
、Si1.5〜2.5%、Mn1%以下、NiO,2〜
1%、 Cr12〜14%、M o 0.5〜1.5%、Wo、
15〜1%、Vo、15〜1%、残部Feおよび不純物 の化学成分組成を有しマルテンサイト組織の鍛造用耐熱
鋼からなることを特徴とする熱疲労に強い予燃焼室イン
サート に係り、鍛造成形可能である上に、800℃以下の繰返
し使用においてもクランクを生ずることの少ない優れた
性質を有するものである。
本発明に係る予燃焼室インサート(以下インサートとい
う)の化学成分組成について述べれば次の通りである。
Cは他の元素と結合して炭化物を形成して高温強度を高
める効果があり、またフェライトの量を多くしないため
に0.25%以上含有させることが必要である。しかし
ながらCを多く含有させると靭性、延性を低下させ、本
発明に係る鋼の特徴である鍛造成形性を悪化させるので
上限は0.4%とする。
Stは耐酸化性及び耐浸炭性を向上させるが、本発明に
おいてはCrを12〜14%含有させるのでSiは1.
5%以上含有させてCrの耐酸化性および耐浸炭性を補
強する。然しその量が多くなると靭性、延性を低下させ
るようになるので上限を2.5%とする。
Mnは熔解精練上必要な元素であるが、その量が多(な
ると耐酸化性を低下させるので1%以下とする。
Niは高温強度を高める効果が顕著であるが、0.2%
以下ではその効果は少なく、その量が多すぎると変態温
度を下げ熱疲労耐性を低下させるので上限は1%とする
Crは耐食性、耐酸化性を得るために重要な元素であり
、本発明ではそれと共にマルテンサイト組織を確保する
ため12〜14%とする。
MOは鋼r]1のCと結合して高温強度を向上させる効
果があるので0.5%以上含有させるが、その量が多く
なると靭性、延性を低下させ、またσ相の生成を促進し
て熱疲労耐性を低下させるので上限は1.5%とする。
Wと■はMOと同様に鋼中のCと結合して高温強度を改
善するので、熱疲労耐性を高めるためWを0.15〜1
%、■を0.15〜1%含有させる。
次に実施例ならびに各種試験結果について述べる。
第1表に示す階1〜3の成分組成の本発明に係る鋼を高
周波誘導電気炉で熔解して、150 kg鋼塊とし、鍛
造、圧延したのちターニングで22m丸に削成した。
これを1050℃に1時間加熱したのち空冷、760℃
に2時間加熱、空冷の熱処理を施したのち、径15×長
さ10mの試験片を採取して酸化試験に供した。
第1表(重量%) 又前記の22鶴丸棒を900℃×3時間加熱後650℃
まで徐冷したのら空冷して完全焼鈍をして、これを所定
の寸法に切断して冷間鍛造によって第1〜2図に示す形
状にしたのち切削加工により噴口2を穿設してインサー
ト1を作り、これに1050℃xlhr、空冷、760
℃X2hr。
空冷の熱処理を施して熱疲労試験片とした。その顕微鏡
組織は第9図に示すようにこまかなマルテンサイトより
なる組織であった。冷間加工ではいずれも割れの発生が
なく、良好な冷間加工性を示した。
対比材として第1表に示す従来公知の隘4〜6の成分組
成の鋼を熔解し、径22mの丸棒に鋳造して、階4.5
は鋳造のままで試験片を採取し、患6は1050℃×1
hr、油冷、750℃×2hr、空冷の熱処理を施して
試験片を採取し、耐酸化試験片とした。また熔解した鋼
をロストワックス鋳型に鋳造して前記形状のインサート
1を作り、隘4と5とは鋳造のままで、阻6は1050
”CX 1 h r、油冷、750℃×2hr、空冷の
熱処理を施したのち熱疲労試験片とした。なお嵐8につ
いても阻6と同様にして熱疲労試験片を製作した。
なお第1表に示すそれぞれの階の化学成分組成の鋼で製
作した試験片は対応する鋼の隘と同じ階で示すこととす
る。
(11酸化試験 試験片を大気中で900℃×20hr加熱したのち酸化
増量を測定した。第2表にその結果を示す。
第2表 本発明に係るN[+、 1.2.3の成績は高価な合金
元素を多量に含有する対比材N14と同等であり、隘5
に比して酸化増量が少なく、隘6に比較すれば遥かに少
なく、マルテンサイト組織であるにもかかわらず優れた
耐酸化性を有していることが判る。
(2)熱疲労試験 前記のように製作したインサートを第3図に示す試験装
置3の保持具4に固定し、プロパン・酸素バーナー5で
下面から所定温度に加熱したのち装置3を回転して試験
片をスプレー6の上方に移動させ、水をスプレーして約
40℃まで水冷する第5図に例示した加熱冷却サイクル
を300回繰返したのち第6図に示すように噴口底面周
縁に発生したクラック7の長さを測定し、その長さの合
計によって熱疲労耐性を判定した。加熱温度は800°
Cと850℃の2種類とした。その結果を第7図に示す
。この図から本発明に係る隘1.2.3の鋼製のインサ
ートは対比材の従来品の隘4.5.6に比して著しく少
なく、熱疲労耐性が優れ(9) ていることが判る。また本発明に係るN[Ll、2.3
では繰返し加熱温度が低い場合にはクラックの発生が僅
少であるが、この温度が高い場合には僅かではあるが顕
著に増加するので、およそ800℃以下の繰返し加熱に
使用すればきわめて優れた熱疲労耐性を示すものと考え
られる。
なお阻8鋼製のインサートは200回の繰返しで噴口周
縁部が焼損して欠損し、測定が出来なくなったので試験
を中止した。
本発明に係るインサートの熱疲労耐性が優れている理由
は次のように考えられる。即ち6fi丸×15wm長さ
の試験片で2℃/分の加熱速度で測定した熱膨張係数(
X 10−6/”C)がマルテンサイト系の本発明に係
るインサートの材料では例えば患2が室温〜600℃間
で12.8であって、オーステナイト鋼のN11L4〜
5の16.9〜18.0に比して小さく、また熱伝導度
(ca1/clIl−8ec・℃)が同様に本発明に係
る鋼では例えば阻2が650℃で0.070であって、
オーステナイト鋼の隘4または患5の0.050に比し
て大きく、従って繰口亀 返し加熱に基づく熱応力が小さいこと、更に本発明に係
るインサートは鍛造品であるため鋳造品のように偏析や
ボイドなどの欠陥を生ずるおそれがない」二に、組織が
緻密であり、結晶粒がこまかなこと等の総合的な効果で
あると考えられる。
(3)焼戻試験 本発明に係る阻2の前記の径22tmの丸棒から高さ1
0mの試験片をルリ作し、比較材の隘7.8についてぼ
インサートを用いて次の焼戻試験を行った。試験は10
50℃X0.5hr加熱、空冷の後、各焼戻温度に2h
r加熱して空冷し、硬度を測定した。第8図にその温度
と硬度(HRC)の関係が示しである。焼戻温度が高く
なるにつれて硬度は次第に低下するが、成る温度以上に
なると硬度は上昇に転する。これは焼戻によってマルテ
ンサイトからオーステナイトが生じ、続いて行われた空
冷によってオーステナイトは再びマルテンサイトに変態
し、この新しく生成したマルテンサイトによって硬度が
上昇したのであると考えられる。従って使用中に温度が
上昇してマルテンサイ(11) トがオーステナイトに変態することにより高温強度は急
激に低下すると考えられるから、この硬度が極小となる
温度が高いほどインサートとして使用許容温度が高いこ
とになり好ましい。図からも判るように対比材のマルテ
ンサイト組織の試験片11h7.8の硬度極小点が80
0〜780℃であるのに比して、本発明に係る試験片の
11h2のそれは880℃と高く、従って本発明に係る
インサートは従来品に比して一層高い温度まで使用でき
ることが判る。
以上述べたように本発明に係るインサートの材料鋼は焼
鈍状態では温間または冷間で成形可能であり、熱処理し
てマルテンサイト組織として使用すれば熱疲労に強いの
で、この鋼を材料として成形製作した本発明に係るイン
サートは繰返し加熱冷却を受けてもクラックを生じ難く
、寿命を著しく延長できる。また酸化増量も従来のオー
ステナイト系耐熱鋼材料に匹敵する程度で、マルテンサ
イト系耐熱鋼に比べれば遥かに少量であって耐酸化性に
優れ、更に従来品に比して凡そ60〜80(12) ℃も高い860℃までも高温強度を維持出来る等実用上
の効果がきわめて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るインサートの一例を示す平面図、
第2図は同じく第1図IT−If断面図、第3図は熱疲
労試験装置の概要を示す平面図、第4図は試験片保持装
置を示す断面図、第5図は熱疲労試験の加熱サイクルの
一例を示すグラフ、第6図は熱疲労試験のクラックの発
生状態を示す平面図、第7図は熱疲労試験結果を示すグ
ラフ、第8図は焼戻試験結果を示す硬度一温度曲線図、
第9図は本発明に係る鋼の顕微鏡組織の一例を示す顕微
鏡写真(100倍)である。 ■・・・予燃焼室インサート、2・・・噴口、7・・・
クランク 出願人代理人 弁理士 鴨志1)次男 (13) 第7図 第9図 肉 カロ 巻具イ8 メダ湯A((・C)第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 C0,25〜0.4%、Si1.5〜2.5%、Mn1
    %以下、N i O,2〜1%、Cr12〜14%、M
     o 0.5〜1.5%、Wo、15〜1%、Vo、1
    5〜1%、残部Feおよび不純物 の化学成分組成を有しマルテンサイト組織の鍛造用耐熱
    鋼からなることを特徴とするV%疲労に強も1予燃焼室
    インサート
JP11420083A 1983-06-27 1983-06-27 予燃焼室インサ−ト Pending JPS609860A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11420083A JPS609860A (ja) 1983-06-27 1983-06-27 予燃焼室インサ−ト

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11420083A JPS609860A (ja) 1983-06-27 1983-06-27 予燃焼室インサ−ト

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS609860A true JPS609860A (ja) 1985-01-18

Family

ID=14631708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11420083A Pending JPS609860A (ja) 1983-06-27 1983-06-27 予燃焼室インサ−ト

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS609860A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4993382A (en) * 1989-02-22 1991-02-19 Kabushiki Kaisha Riken Insert for an indirect injection diesel engine
US6096262A (en) * 1998-05-12 2000-08-01 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Martensitic heat resisting steel

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55134159A (en) * 1979-04-06 1980-10-18 Daido Steel Co Ltd Vortex combustion chamber member for diesel engine and mouthpiece material thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55134159A (en) * 1979-04-06 1980-10-18 Daido Steel Co Ltd Vortex combustion chamber member for diesel engine and mouthpiece material thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4993382A (en) * 1989-02-22 1991-02-19 Kabushiki Kaisha Riken Insert for an indirect injection diesel engine
US6096262A (en) * 1998-05-12 2000-08-01 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Martensitic heat resisting steel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110551920B (zh) 一种高性能易加工镍基变形高温合金及其制备方法
CN107937831B (zh) 压力容器用12Cr2Mo1V合金钢及其锻造热处理工艺
JP6370391B2 (ja) 耐摩耗性、耐クリープ性、耐腐食性、及び加工性が良好な、硬化性ニッケル・クロム・鉄・チタン・アルミニウム合金
CN104245977B (zh) 具有良好可加工性、耐蠕变性和耐腐蚀性的镍-铬-合金
KR102037086B1 (ko) 지열 발전 터빈 로터용 저합금강 및 지열 발전 터빈 로터용 저합금 물질, 및 이들의 제조 방법
US4789412A (en) Cobalt-base alloy having high strength and high toughness, production process of the same, and gas turbine nozzle
JP5296554B2 (ja) 内燃機関バルブを生産する方法及びこの方法にて得られたバルブ
JP2017508884A (ja) 耐摩耗性、耐クリープ性、耐腐食性、及び加工性が良好な、硬化性ニッケル・クロム・コバルト・チタン・アルミニウム合金
JP6046591B2 (ja) オーステナイト系耐熱鋳鋼
EP2915892B1 (en) Ni-Cr-Co-BASED ALLOY HAVING HIGH-TEMPERATURE CORROSION RESISTANCE PROPERTIES, AND POPPET VALVE HAVING SURFACE MODIFIED WITH SAME
CN105817836B (zh) 大型船舶用发动机排气阀及其制造方法
CN106636850B (zh) 高温抗氧化性高强度掺稀土合金材料及制备方法
JPH0443977B2 (ja)
JPH04224659A (ja) マルテンサイト系継目無鋼管とその製造方法
JPS609860A (ja) 予燃焼室インサ−ト
JPS609859A (ja) 予燃焼室インサ−ト
JP2001262277A (ja) 被削性に優れた低熱膨張合金およびその製造方法
JP2700409B2 (ja) ガスタービン用シュラウド及びその製造法
KR100428572B1 (ko) 내열강도 및 내산화성이 우수한 내열스테인레스강
JP6753850B2 (ja) 高温用高強度低熱膨張鋳造合金およびその製造方法、ならびにタービン用鋳造品
JPH03134144A (ja) ニッケル基合金部材およびその製造方法
WO2000032832A1 (en) Mould steel
JPH07238349A (ja) 耐熱鋼
BR0106337B1 (pt) Composição de aço para a fabricação de peças, particularmente válvulas
JPS6013050A (ja) 耐熱合金