JPS61174358A - 高強度球状黒鉛鋳鋼 - Google Patents
高強度球状黒鉛鋳鋼Info
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- JPS61174358A JPS61174358A JP1573685A JP1573685A JPS61174358A JP S61174358 A JPS61174358 A JP S61174358A JP 1573685 A JP1573685 A JP 1573685A JP 1573685 A JP1573685 A JP 1573685A JP S61174358 A JPS61174358 A JP S61174358A
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- steel
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- graphite cast
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- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高強度球状黒鉛鋳鋼に関し、詳しくは、組成
をＦｅ−Ｃ−５ｉ系の過共析範囲とし、組織を球状化さ
れた黒鉛とベイナイト組織の基地組織とした球状黒鉛鋳
鋼とすることによって、従来の鉄系鋳造材料では確保す
ることの困難とされていた優れた強度特性、耐摩耗性と
優れた鋳造性を兼ね備えた高強度球状黒鉛＆＊ ！Ｉ
Ｇ：”ゝ”ゝ６０〔従来の技術〕 近年、自動車用部品においては燃費の向上を図るために
、各種部品の軽量化が積極的に進められている。
をＦｅ−Ｃ−５ｉ系の過共析範囲とし、組織を球状化さ
れた黒鉛とベイナイト組織の基地組織とした球状黒鉛鋳
鋼とすることによって、従来の鉄系鋳造材料では確保す
ることの困難とされていた優れた強度特性、耐摩耗性と
優れた鋳造性を兼ね備えた高強度球状黒鉛＆＊ ！Ｉ
Ｇ：”ゝ”ゝ６０〔従来の技術〕 近年、自動車用部品においては燃費の向上を図るために
、各種部品の軽量化が積極的に進められている。
しかし、自動車用部品の軽量化を図るために各種部品の
薄肉化や低比重材料への代替が検討されているが、いず
れにしても、通用材料の強度を向上させて通用させるこ
とが必要とされている。
薄肉化や低比重材料への代替が検討されているが、いず
れにしても、通用材料の強度を向上させて通用させるこ
とが必要とされている。
ところで、従来の鋳鉄材料において優れた強度特性と耐
摩耗性を有する鋳造材料としては、黒鉛形状を球状化し
基地組織をパーライト組織とした球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ
規格ＦＣＤ７０）が一般的に採用、されている。
摩耗性を有する鋳造材料としては、黒鉛形状を球状化し
基地組織をパーライト組織とした球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ
規格ＦＣＤ７０）が一般的に採用、されている。
また、同様に従来の鋳鋼材料において優れた強度特性と
耐摩耗性を有する鋳造材料としては、黒鉛形状を球状化
し基地組織をパーライト組織とした球状黒鉛鋳鋼の採用
も試みられている（例えば、特公昭５９−２６６４５号
等）。
耐摩耗性を有する鋳造材料としては、黒鉛形状を球状化
し基地組織をパーライト組織とした球状黒鉛鋳鋼の採用
も試みられている（例えば、特公昭５９−２６６４５号
等）。
しかし、このような従来の鋳造材料においては、材料の
低コスト性を維持したまま最近の部品軽量化要求に適合
させたり、鋼部材の代替材料として通用することのでき
るような高強度、高靭性を確保することは困難とされて
いた。
低コスト性を維持したまま最近の部品軽量化要求に適合
させたり、鋼部材の代替材料として通用することのでき
るような高強度、高靭性を確保することは困難とされて
いた。
このため、従来、組織中に黒鉛の存在する鉄系鋳造材料
においては、鋳造性を著しく損なうことなく、しかも、
優れた強度特性を有する鋳造材料としては、上述のよう
に球状黒鉛鋳鉄や球状黒鉛鋳鋼等が提案されているもの
の、車両の軽量化等といった最近の自動車用部品に対す
る要求に応えるためには、さらに、優れた強度特性を有
する材料の開発が強く望まれているのが現状である。
においては、鋳造性を著しく損なうことなく、しかも、
優れた強度特性を有する鋳造材料としては、上述のよう
に球状黒鉛鋳鉄や球状黒鉛鋳鋼等が提案されているもの
の、車両の軽量化等といった最近の自動車用部品に対す
る要求に応えるためには、さらに、優れた強度特性を有
する材料の開発が強く望まれているのが現状である。
上述のような従来の技術の現状に鑑み、本発明が解決し
ようとする問題点は、最近の自動車用部品においては自
動車の燃費の向上の観点から自動車用部品の軽量化が必
要とされ、そのためには優れた強度特性を有する鋳造材
料の開発が強く望まれているものの、従来の鋳造材料で
ある球状黒鉛鋳鉄１球状黒鉛鋳鋼ではそのような要求に
応え得る優れた強度特性、耐摩耗特性と、優れた鋳造性
を兼ね備えた鋳造材料となっていないことである。
ようとする問題点は、最近の自動車用部品においては自
動車の燃費の向上の観点から自動車用部品の軽量化が必
要とされ、そのためには優れた強度特性を有する鋳造材
料の開発が強く望まれているものの、従来の鋳造材料で
ある球状黒鉛鋳鉄１球状黒鉛鋳鋼ではそのような要求に
応え得る優れた強度特性、耐摩耗特性と、優れた鋳造性
を兼ね備えた鋳造材料となっていないことである。
従って、本発明の技術的課題とするところは、組成をＦ
ｅ−Ｃ−３ｉ系の過共析範囲とし、組織を球状化された
黒鉛とベイナイト組織からなる基地組織とした球状黒鉛
鋳鋼とすることによって、従来の鉄系鋳造材料では確保
することの困難とされていた、優れた強度特性、耐摩耗
性と優れた鋳造性を兼ね備えた鋳造材料とすることにあ
る。
ｅ−Ｃ−３ｉ系の過共析範囲とし、組織を球状化された
黒鉛とベイナイト組織からなる基地組織とした球状黒鉛
鋳鋼とすることによって、従来の鉄系鋳造材料では確保
することの困難とされていた、優れた強度特性、耐摩耗
性と優れた鋳造性を兼ね備えた鋳造材料とすることにあ
る。
このような従来の技術における問題点に鑑み、本発明に
おける従来の技術の問題点を解決するための手段は、重
量比率にて、Ｃ； ０．５〜２．０％。
おける従来の技術の問題点を解決するための手段は、重
量比率にて、Ｃ； ０．５〜２．０％。
Ｓ ｉ ； １．０〜３．５％、Ｍｎ；１．０％以下９
ＭＯ；０．６％以下、Ｎｉ；３．０％以下、Ｃｕ：２．
０％以下、Ａｌ；０．０７％、Ｍｇ、Ｃａ、Ｃｅ等の黒
鉛球状化元素を黒鉛の球状化のために必要な量を含有し
、残部Ｆｅと不可避の不純物とからなり、基地組織をベ
イナイト組織としたことを特徴とする高強度球状黒鉛鋳
鋼からなっている。
ＭＯ；０．６％以下、Ｎｉ；３．０％以下、Ｃｕ：２．
０％以下、Ａｌ；０．０７％、Ｍｇ、Ｃａ、Ｃｅ等の黒
鉛球状化元素を黒鉛の球状化のために必要な量を含有し
、残部Ｆｅと不可避の不純物とからなり、基地組織をベ
イナイト組織としたことを特徴とする高強度球状黒鉛鋳
鋼からなっている。
以下、本発明の作用について説明する。
まず、本発明の高強度球状黒鉛鋳鋼における、各合金元
素の添加範囲の限定理由について説明する。
素の添加範囲の限定理由について説明する。
なお、以下の説明において各合金元素の含有量はすべて
重量％にて表示する。
重量％にて表示する。
本発明において、Ｃは本発明材における黒鉛の生成を促
進するとともに、溶湯の流動性を向上させるために重要
な合金元素であるが、後述するＳ４１との関係から０．
５％未満では黒鉛の析出が得られないばかりでなく、炭
化物が析出し易くなり鋳造材料の延性及び溶湯の流動性
を著しく劣化させ、一方、Ｃ量が過剰となると黒鉛量が
増加して鋳造材料の強度を低下させることから上限を２
．０％とした。
進するとともに、溶湯の流動性を向上させるために重要
な合金元素であるが、後述するＳ４１との関係から０．
５％未満では黒鉛の析出が得られないばかりでなく、炭
化物が析出し易くなり鋳造材料の延性及び溶湯の流動性
を著しく劣化させ、一方、Ｃ量が過剰となると黒鉛量が
増加して鋳造材料の強度を低下させることから上限を２
．０％とした。
また、Ｓｉは黒鉛の生成及び溶湯の流動性を向上させる
とともに接種効果を確保する目的から添加されるもので
あるが、１．０％未満では黒鉛の生成が困難であるばか
りでなく、炭化物が析出し易くなることから鋳造材料の
延性及び溶湯の流動性を著しく劣化させ、一方、３．５
％を越えて添加すると鋳造材料を著しく脆化させること
から１．０〜３．５％とした。
とともに接種効果を確保する目的から添加されるもので
あるが、１．０％未満では黒鉛の生成が困難であるばか
りでなく、炭化物が析出し易くなることから鋳造材料の
延性及び溶湯の流動性を著しく劣化させ、一方、３．５
％を越えて添加すると鋳造材料を著しく脆化させること
から１．０〜３．５％とした。
また、Ｍｎは炭化物形成を促進する元素であるため、１
．０％を越えて添加すると黒鉛の生成を阻害することか
ら１．０％以下とした。
．０％を越えて添加すると黒鉛の生成を阻害することか
ら１．０％以下とした。
また、ＭＯはパーライト変態を遅延させる作用があり、
特に、厚肉物のベイナイト組織化処理に対して少量添加
することは有効であるが、ＭＯは強い炭化物形成を促進
する元素であり、０．６％を越えて添加すると黒鉛の生
成を阻害することから０、６％以下とした。
特に、厚肉物のベイナイト組織化処理に対して少量添加
することは有効であるが、ＭＯは強い炭化物形成を促進
する元素であり、０．６％を越えて添加すると黒鉛の生
成を阻害することから０、６％以下とした。
また、Ｎｉ及びＣｕは共に黒鉛の生成を促進し、パーラ
イト変態及びベイナイト変態を遅延させる作用があるこ
とから、特に、厚肉物のベイナイト組織化処理を容易と
するために少量添加することは有効であるものの、過剰
に添加すると球状黒鉛鋳鋼中の黒鉛量を増加させて鋳造
材料の強度を低下させるばかりでなく経済的にも不利と
なることから、Ｎｉは３．０％以下、Ｃｕは２．０％以
下とした。
イト変態及びベイナイト変態を遅延させる作用があるこ
とから、特に、厚肉物のベイナイト組織化処理を容易と
するために少量添加することは有効であるものの、過剰
に添加すると球状黒鉛鋳鋼中の黒鉛量を増加させて鋳造
材料の強度を低下させるばかりでなく経済的にも不利と
なることから、Ｎｉは３．０％以下、Ｃｕは２．０％以
下とした。
また、ＡＩは黒鉛を微細に分散させて強度向上を図るた
めに少量添加することは有効であるが、０．０７％を越
えて添加すると黒鉛の球状化を阻害することから０．０
７％以下とした。
めに少量添加することは有効であるが、０．０７％を越
えて添加すると黒鉛の球状化を阻害することから０．０
７％以下とした。
次に、本発明の高強度球状黒鉛鋳鋼において基地組織を
ベイナイト組織としているのは、本発明材の強靭性と耐
摩耗性を向上させるとともに、高硬度でありなから被削
性を損なわせないためである。
ベイナイト組織としているのは、本発明材の強靭性と耐
摩耗性を向上させるとともに、高硬度でありなから被削
性を損なわせないためである。
（実施例〕
以下、添付図面に基づいて、本発明の１実施例を説明す
る。
る。
まず、本発明の高強度球状黒鉛鋳鋼の鋳造粗形材は、２
０Ｋｇ高周波熔解炉にて溶製した後取鍋において溶鋼温
度１５００℃にてＮｉ−Ｍｇ系の黒鉛球状化剤により黒
鉛球状化処理を実施し、直に、Ｆｅ−３ｉ系合金により
接種した後溶鋼温度１４５０℃にて注湯してＹブロック
を作製した。
０Ｋｇ高周波熔解炉にて溶製した後取鍋において溶鋼温
度１５００℃にてＮｉ−Ｍｇ系の黒鉛球状化剤により黒
鉛球状化処理を実施し、直に、Ｆｅ−３ｉ系合金により
接種した後溶鋼温度１４５０℃にて注湯してＹブロック
を作製した。
なお、球伏化剤としては、Ｍｇ系黒鉛球状化剤の他、Ｃ
ａ系黒鉛球状化剤、Ｃｅ系黒鉛球状化剤のいずれであっ
てもよく、７０％以上の黒鉛球状化率を確保するために
は、例えば、Ｍｇの場合鋳造された鋳造粗形材中の残留
Ｍｇ量を０．０３〜０゜０６重量％とするのが適当であ
る。
ａ系黒鉛球状化剤、Ｃｅ系黒鉛球状化剤のいずれであっ
てもよく、７０％以上の黒鉛球状化率を確保するために
は、例えば、Ｍｇの場合鋳造された鋳造粗形材中の残留
Ｍｇ量を０．０３〜０゜０６重量％とするのが適当であ
る。
次に、上述により鋳造して形成したＹブロックをオース
テンパ処理して基地組織をベイナイト組織化した。
テンパ処理して基地組織をベイナイト組織化した。
その時のオーステンパ処理条件は、シリコニット炉中に
て９００℃Ｘ３０分間保持して基地組織を一旦オーステ
ナイト組穐とした後、直に、３５０℃に保持された塩浴
中に装入し１００分間保持して恒温変態を進行させて基
地組織をベイナイト組織とした。
て９００℃Ｘ３０分間保持して基地組織を一旦オーステ
ナイト組穐とした後、直に、３５０℃に保持された塩浴
中に装入し１００分間保持して恒温変態を進行させて基
地組織をベイナイト組織とした。
第１表に、この実施例の本発明材と比較のために従来の
球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ規格ＦＣＤ７０）及び基地組織を
パーライト組織とした球状黒鉛鋳鋼の化学成分を示して
いる。
球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ規格ＦＣＤ７０）及び基地組織を
パーライト組織とした球状黒鉛鋳鋼の化学成分を示して
いる。
また、第３図に本発明材の代表的な金属組織の顕微鏡写
真を示している。
真を示している。
第１表
注１）各供試材においてＭｇ量は０．０４７〜０゜０５
３％の範囲である。
３％の範囲である。
注２）比較材■はＪＩＳ規格ＦＣＤ７０の球状黒鉛鋳鉄
である。
である。
江３）比較材■は球状黒鉛＆Ｉｌｌである。
次に、第２表は、第１表に示した各供試材の機械的性質
を示している。
を示している。
第２表
第２表から明らかなように、本発明材■〜■は、引張強
度、０．２％耐力、伸び、縦弾性係数、硬さ。
度、０．２％耐力、伸び、縦弾性係数、硬さ。
疲労強度のいずれにおいても、比較材■及び■に比較し
て著しく優れた強度特性ををしていることが理解される
。
て著しく優れた強度特性ををしていることが理解される
。
次に、上記第１表に示した各供試材に対して大越式摩耗
試験機を用いた摩擦摩耗試験を実施した。
試験機を用いた摩擦摩耗試験を実施した。
その試験方法の概略図を第２図に示す。
第２図において、板状の試験片ｌに回転体２を所定の荷
重Ｐで押しつけながら、所定のすべり速度にて所定の距
離を摺動させた後、試験片ｌの摺動面に形成された摩耗
痕面積の大きさにより耐摩耗性を評価した。
重Ｐで押しつけながら、所定のすべり速度にて所定の距
離を摺動させた後、試験片ｌの摺動面に形成された摩耗
痕面積の大きさにより耐摩耗性を評価した。
なお、この時の摩擦摩耗試験条件は、最終荷重； ６．
５ Ｋｇ、すべり速度； ０．５ ｍ／ ｓｅｃ 、す
べり距離；１００ｍとし、回転体２はＪＩＳ規格５ＵＨ
１相当の耐熱鋼により製作した。
５ Ｋｇ、すべり速度； ０．５ ｍ／ ｓｅｃ 、す
べり距離；１００ｍとし、回転体２はＪＩＳ規格５ＵＨ
１相当の耐熱鋼により製作した。
その摩擦摩耗試験結果を第１図に示す。
第１図から明らかなように、本発明材■〜■はいずれも
従来材■、■に比較して、著しく優れた耐摩耗性を有し
ていることが理解される。
従来材■、■に比較して、著しく優れた耐摩耗性を有し
ていることが理解される。
以上により明らかなように、本発明にかかる高強度球状
黒鉛鋳鋼によれば、組成をＦｅ−Ｃ−３ｌ系の過共析範
囲とし、組織を球状化された黒鉛とベイナイト組織から
なる基地組織とした球状黒鉛鋳鋼とすることによって、
従来の鉄系鋳造材料では確保することの困難とされてい
た、優れた強度特性、耐摩耗性と優れた鋳造性を兼ね備
えた鋳造材料とすることができる利点がある。
黒鉛鋳鋼によれば、組成をＦｅ−Ｃ−３ｌ系の過共析範
囲とし、組織を球状化された黒鉛とベイナイト組織から
なる基地組織とした球状黒鉛鋳鋼とすることによって、
従来の鉄系鋳造材料では確保することの困難とされてい
た、優れた強度特性、耐摩耗性と優れた鋳造性を兼ね備
えた鋳造材料とすることができる利点がある。
加えて、本発明の高強度球状黒鉛鋳鋼は、優れた強度特
性及び耐摩耗性を有していることから、内燃機関のクラ
ンクシャフト、コネクティングロフド等の強度部材、イ
ンテークバルブシート、インテークバルブ刈イド等の動
弁系摺動部材、さらに、自動車の駆動部品であるディフ
ァレンシャルケース等に好適に通用することができる利
点がある。
性及び耐摩耗性を有していることから、内燃機関のクラ
ンクシャフト、コネクティングロフド等の強度部材、イ
ンテークバルブシート、インテークバルブ刈イド等の動
弁系摺動部材、さらに、自動車の駆動部品であるディフ
ァレンシャルケース等に好適に通用することができる利
点がある。
第１図は、摩擦摩耗試験結果を示すグラフ。
第２図は、摩擦摩耗試験方法の概略を示す説明図。
第３図は、本発明材の金属組織の顕微鏡写真を示す図で
ある。 １−−−−−一試験片。 ２・−−−−一回転体。 Ｐ−−−−・−荷重。
ある。 １−−−−−一試験片。 ２・−−−−一回転体。 Ｐ−−−−・−荷重。
Claims (1)
- １、重量比率にて、Ｃ；０．５〜２．０％、Ｓｉ；１．
０〜３．５％、Ｍｎ；１．０％以下、Ｍｏ；０．６％以
下、Ｎｉ；３．０％以下、Ｃｕ；２．０％以下、Ａｌ；
０．０７％、Ｍｇ、Ｃａ、Ｃｅ等の黒鉛球状化元素を黒
鉛の球状化のために必要な量を含有し、残部Ｆｅと不可
避の不純物とからなり、基地組織をベイナイト組織とし
たことを特徴とする高強度球状黒鉛鋳鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1573685A JPS61174358A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 高強度球状黒鉛鋳鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1573685A JPS61174358A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 高強度球状黒鉛鋳鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61174358A true JPS61174358A (ja) | 1986-08-06 |
| JPH0582460B2 JPH0582460B2 (ja) | 1993-11-19 |
Family
ID=11897041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1573685A Granted JPS61174358A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | 高強度球状黒鉛鋳鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61174358A (ja) |
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-
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- 1985-01-30 JP JP1573685A patent/JPS61174358A/ja active Granted
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