JPS61291919A - 高強度ダクタイル鋳鉄の製造方法 - Google Patents

高強度ダクタイル鋳鉄の製造方法

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JPS61291919A
JPS61291919A JP13099785A JP13099785A JPS61291919A JP S61291919 A JPS61291919 A JP S61291919A JP 13099785 A JP13099785 A JP 13099785A JP 13099785 A JP13099785 A JP 13099785A JP S61291919 A JPS61291919 A JP S61291919A
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JP
Japan
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temperature
cast iron
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inoculation
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JP13099785A
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English (en)
Inventor
Masajiro Kato
加藤 政治郎
Shinichiro Shibuya
慎一郎 渋谷
Chisato Yoshida
千里 吉田
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NIPPON KOSHUHA KOGYO KK
Nippon Koshuha Steel Co Ltd
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
NIPPON KOSHUHA KOGYO KK
Nippon Koshuha Steel Co Ltd
Kobe Steel Ltd
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  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は高強度ダクタイル鋳鉄の製造方法に関し、さら
に詳しくは、恒温変態処理によりダクタイル鋳鉄の高強
度化をはかる際、鋳造時に接種を行なうことにより共晶
セル境界部の偏析を軽減し、炭化物生成を抑制し、黒鉛
を微細に分散し、高い球状化率を実現し、機械的性質を
向上させて高強度高延性のダクタイル鋳鉄を製造する方
法に関するものである。
[従来技術] 一般に、ダクタイル鋳鉄を恒温変態処理を行ない高強度
化をはかる場合に、凝固時の共晶セル境界部に不純物や
合金元素が偏析しているため恒温変態処理後この部分は
、残留γが非常に多くなり、網目状の組織となったり、
また、MO等の合金元素が含有されている場合に共晶セ
ル境界部にM。
炭化物が析出して強度、延性1こ悪影響を与えるという
問題があった。
また、凝固時にセメンタイトが存在する場合があり、こ
れらの炭化物を分解したり、成分の偏析を軽減するため
に焼鈍、規準等の予備熱処理を行なう必要があった。
[発明が解決しようとする問題点1 本発明は上記に説明したように、従来におけるダクタイ
ル鋳鉄の製造における種々の問題点を解消すべくなされ
たものであって、ダクタイル鋳鉄製造に際して接種処理
を鋳型内で行ない、フェライト率を増加し、セメンタイ
トの生成を抑制し、黒鉛粒を増加させると共に細粒化し
、高い球状化率が達成され、引張強さおよび耐力は少し
低くなるが延性を向上させ、さらに、黒鉛の微細化に伴
なう共晶セル数の増加とそれによる成分偏析を軽減をし
、炭化物生成を抑制するために、鋳型内接槽を施したダ
クタイル鋳鉄を恒温変態処理することにより共晶セル境
界部の残留γおよび炭化物の析出の少ない均一なベーナ
イト組織とし、高強度で、かつ、高延性のダクタイル鋳
鉄を製造する方法を提供するものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明に係る高強度ダクタイル鋳鉄の製造方法は、 (1)  C3.0〜4.0wt%、S i 1.7〜
2.8wt%、Mn 0.1〜0.4wt% を含有し、残部Feおよび不純物からなる鋳鉄溶湯を鋳
型内接槽または注湯流接種を行なった後鋳造し、900
〜950℃の温度に0.5〜5時間保持した後、炉冷ま
たは空冷または次工程のオーステナイト化温度まで炉冷
する予備処理を行なうかまたは行なわずに、820〜8
80℃の温度に0.5〜5時間保持し、直ちに350〜
400℃の温度に急冷し、その温度に0.5時間以上保
持する恒温変態処理を施すことを特徴とする高強度ダク
タイル鋳鉄の製造方法を第1の発明とし、(2)C3,
O〜4.Ou+t%、Si1.7〜2.8すt%、Mn
 0.1〜0.4wt% を含有し、かつ、 Co 0.05−2.0wt%、Al 0.04−0.
08wt%のうちから選んだ1種または2種を含 有し、残部Feおよび不純物からなる鋳鉄溶湯を鋳型内
接種または注湯流接種を行なった後鋳造し、900〜9
50℃の温度に0.5〜5時間保持した後、炉冷または
空冷または次工程のオーステナイト化温度まで炉冷する
予備処理を行なうかまたは行なわずに、820〜880
℃の温度に0゜5〜5時間保持し、直ちに350〜40
0℃の温度に急冷し、その温度に0.5時間以上保持す
る恒温変態処理を施すことを特徴とする高強度ダクタイ
ル鋳鉄の製造方法を@2の発明とし、(3)C3゜0〜
4.Ou+t%、Si1.7〜2.8u+t%、Mn 
0.1〜0.4wt% を含有し、さらに、 Mo 0.05−0.3wt%、Cu 0.2−2,0
twt%、Ni0.2〜2.0wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Feおよび不純物からなる鋳鉄溶湯を鋳
型内接種または注湯流接種を行なった後鋤遺し、900
〜950℃の温度に0.5〜5時間保持した後、炉冷ま
たは空冷または次工程のオーステナイト化温度まで炉冷
する予備処理を行なうかまたは行なわずに、820〜8
80℃の温度に0.5〜5時間保持し、直ちに350〜
400℃の温度に急冷し、その温度に0.5時間以上保
持する恒温変態処理を施すことを特徴とする高強度ダク
タイル鋳鉄の製造方法なl@3の発明とし、(4)  
C3.0〜4.0wt%、S i 1.7〜2.8wt
%、Mn 0.1〜0.4wL% を含有し、かつ、 Co 0.05〜2.0wt%、Alo、04〜0.0
8wt%のうちから選んだ1種または2種 を含有し、さらに、 Mo 0.05〜0.3u+t%、Cu 0.2−2,
0wt%、N i 0.2−2,0wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Feおよび不純物からなる鋳鉄溶湯を鋳
型内接種または注湯流接種を行なった後鋳造し、900
〜950°Cの温度に0.5〜5時間保持した後、炉冷
または空冷または次工程のオーステナイト化温度まで炉
冷する予備処理を行なうかまたは行なわずに、820〜
880℃の温度に0.5〜5時間保持し、直ちに350
〜400℃の温度に急冷し、その温度に0.5時間以上
保持する恒温変態処理を施すことを特徴とする高強度ダ
クタイル鋳鉄の製造方法を第4の発明とする4つの発明
よりなるものである。
本発明に係る高強度ダクタイル鋳鉄の製造方法について
以下詳細に説明する。
先ず、本発明に係る高強度ダクタイル鋳鉄の製造方法に
おいて使用する鋳鉄の含有成分および成分割合について
説明する。
Cは含有量が3.(Jut%未満ではチル化し易く、ま
た、4.0+ut%を越えると球状化処理した時にドロ
スの発生が多くなる。よって、C含有量は3.0〜4.
Ou+t%とする。
Siは含有量が1.7111t%未満ではチル化し易く
、鋳造性が悪くなり、また、2.8wt%を越えると靭
性を低下させる。よって、Si含有量は1.7〜2.8
wt%とする。なお、鋳型内接種処理後はSi含有量を
2.0〜3.0wt%とするのが良い。
Mnは含有量が0.1wt%未満では熱処理時の焼入れ
性が悪く、また、0.4wt%を越えて含有されると共
晶セル境界への偏析が顕著になり、強度、伸びを低下さ
せ、衝撃値の低下をも招く、よって、Mn含有量は0.
1〜0.4u+t%とする。
Coは炭化物の形成および偏析が少なく共析温度を下げ
、恒温変態処理後の残留オーステナイト量を減少させる
のに有効な元素であり、含有量が0.05wt%未満で
はこのような効果が薄く、また、2.01llt%を越
えると効果が飽和し、かつ、経済的にも無駄である。よ
って、COC含有量0.05〜2、Omt%とする。
A1はCoと同じく恒温変態処理後の残留オーステナイ
ト量を減少させる元素であり、含有量が0.04u+t
%未満では効果が薄く、また、黒鉛に対する球状化阻害
作用があるので上限は〜0.08wt%とする。よって
、Al含有量は0.04〜0.08+lIt%とする。
Moはベーナイト化促進効果は大きいが炭化物を生威し
易く、共晶セルへの偏析も著しいので必要以上に含有さ
せると機械的性質が劣化し、また、共析温度を上げるた
め低温でのオーステナイト化にも不都合であり、含有量
が〜0.05nt%未満ではベーナイト化促進効果が少
な(、また、0.3wt%を越えるとベーナイト促進効
果はあるが、上記説明したような種々の問題が発生する
ようになる。
よって、MO含有量は0.05〜0.3wt%とする。
Cuはベーナイト促進効果があり、共析温度を下げるの
に有効な元素であり、含有量が〜0.2wt%未満では
この効果は少なく、また、2.Ou+t%を越えて含有
されると恒温変態処理後の残留オーステナイト量が多く
なり過ぎ、強度、伸びの低下を招く。よりて、Cu含有
量は0.2〜2.kt%とする。
Niはベーナイト化促進効果があり、共析温度を下げる
のに有効な元素であり、含有量が0.2wt%未満では
この効果が薄く、また、2.(hut%を越えて含有さ
れると恒温変態処理後の残留オーステナイト量が多くな
り過ぎて強度、伸びの低下を招く。よって、Ni含有量
は0.2〜2.olIIL%とする。
なお、一般に恒温変態処理後の残留オーステナイト量が
多い程伸びが向上すると考えられていたが、恒温変態処
理温度が一定の場合残留オーステナイト量の少ない方が
高い伸びが得られることが判明し、待に、Mo、 Cu
%Niの含有は残留オーステナイト量を増加させるが、
Cu、Alの適量を含有させることにより残留オーステ
ナイト量をコントロールして適度な強度と伸びを確保で
き、さらに、Mo、Cu、Niはベーナイト化促進のた
めに1種または2種以上を含有させる場合がある。
次に、本発明に係る高強度グクタイル鋳鉄の製造方法に
おける各種処理方法について説明する。
上記に説明した含有成分および成分割合の鋳鉄を接種処
理後鋳造して、900〜950℃の温度に0.5〜5時
間保持するのは、900℃未満の温度では炭化物の分解
、成分偏析の軽減があまり期待できず、また、950℃
を越える温度ではオーステナイト結晶粒が粗大化して機
械的性質が劣化し、さらに、保持時間が0.5時間未満
では上記に説明したような効果が期待できず、また、5
時間を越えるとオーステナイト結晶粒が粗大化して機械
的性質が劣化するからである。
次に、820〜880℃の温度に0.5〜5時間保持す
るのは、820℃未満の温度では均一なオーステナイト
が得られず、また、880°Cを越える温度ではオース
テナイト中に固溶するC量が多くなり、恒温変態処理後
の残留オーステナイト量が増加し過ぎるため適度な強度
と伸びが得られず、保持時間が0.5時間未満では均一
なオーステナイトが得られず、また、5時間を越えると
オーステナイト結晶粒が粗大化し機械的性質が劣化する
からである。
この処理後に350〜400℃に急冷し、この温度に0
.5時間以上保持するのは、高い伸びの得られる恒温変
態処理温度の範囲が350〜400℃の温度であり、保
持時間が0.5時間未満では恒温変態が充分に行なわれ
ず、完全なベーナイト組織が得られないからである。
[実施例] 本発明に係る高強度グクタイル鋳鉄の製造方法の実施例
を説明する。
実施例1 第1表に示す含有成分および成分割合の鋳鉄溶湯を[A
、B(本発明)は鋳型内接種、A’ 、B’ (比較例
)は置注接種]鋳造した。
第2表に示す熱処理条件により上記猜遺した鋳鉄を処理
し、磯↑威的性質についても示す。
この第2表から明らかであるが、本発明に係る高強度ダ
クタイル鋳鉄の製造方法による鋳鉄は、比較例より引張
強さ、伸びにおいて優れ、さらに、残留オーステナイト
量が少なく、黒鉛粒数が多く、かつ、黒鉛平均粒径が微
細であり、良好な結果が得られていることがわかる。
実施例2 第3表に示す含有成分および成分割合の鋳鉄溶湯を(C
,D(本発明)は鋳型内接種、C’ 、D’ (比較例
)は置注接種]鋳造した。
第4表に示す熱処理条件により上記鋳造した鋳鉄を処理
し、機械的性質についても示す。
この第4表から明らかであるが、本発明に係る高強度ダ
クタイル鋳鉄の製造方法による鋳鉄は、比較例より引張
強さ、伸びにおいて優れ、さらに、残留オーステナイト
量が少なく、黒鉛粒数が格段に多く、かつ、黒鉛平均粒
径が微細であり、良好な結果が得られていることがわか
る。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明に係る高強度ダクタイル鋳
鉄の製造方法は上記の構成を有しているから、製造され
た鋳鉄は共晶セル境界部の偏析が少なく、また、炭化物
の生成を抑制することにより、残留オーステナイト量が
少なく、黒鉛粒子が微細に分散しており、機械的性質に
も優れているという効果を有するものである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)C3.0〜4.0wt%、Si1.7〜2.8w
    t%、Mn0.1〜0.4wt% を含有し、残部Feおよび不純物からなる鋳鉄溶湯を鋳
    型内接種または注湯流接種を行なった後鋳造し、900
    〜950℃の温度に0.5〜5時間保持した後、炉冷ま
    たは空冷または次工程のオーステナイト化温度まで炉冷
    する予備処理を行なうかまたは行なわずに、820〜8
    80℃の温度に0.5〜5時間保持し、直ちに350〜
    400℃の温度に急冷し、その温度に0.5時間以上保
    持する恒温変態処理を施すことを特徴とする高強度タグ
    タイル鋳鉄の製造方法。
  2. (2)C3.0〜4.0wt%、Si1.7〜2.8w
    t%、Mn0.1〜0.4wt% を含有し、かつ、 Co0.05〜2.0wt%、Al0.04〜0.08
    wt%のうちから選んだ1種または2種 を含有し、残部Feおよび不純物からなる鋳鉄溶湯を鋳
    型内接種または注湯流接種を行なった後鋳造し、900
    〜950℃の温度に0.5〜5時間保持した後、炉冷ま
    たは空冷または次工程のオーステナイト化温度まで炉冷
    する予備処理を行なうかまたは行なわずに、820〜8
    80℃の温度に0.5〜5時間保持し、直ちに350〜
    400℃の温度に急冷し、その温度に0.5時間以上保
    持する恒温変態処理を施すことを特徴とする高強度タグ
    タイル鋳鉄の製造方法。
  3. (3)C3.0〜4.0wt%、Si1.7〜2.8w
    t%、Mn0.1〜0.4wt% を含有し、さらに、 Mo0.05〜0.3wt%、Cu0.2〜2.0wt
    %、Ni0.2〜2.0wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Feおよび不純物からなる鋳鉄溶湯を鋳
    型内接種または注湯流接種を行なった後鋳造し、900
    〜950℃の温度に0.5〜5時間保持した後、炉冷ま
    たは空冷または次工程のオーステナイト化温度まで炉冷
    する予備処理を行なうかまたは行なわずに、820〜8
    80℃の温度に0.5〜5時間保持し、直ちに350〜
    400℃の温度に急冷し、その温度に0.5時間以上保
    持する恒温変態処理を施すことを特徴とする高強度ダク
    タイル鋳鉄の製造方法。
  4. (4)C3.0〜4.0wt%、Si1.7〜2.8w
    t%、Mn0.1〜0.4wt% を含有し、かつ、 Co0.05〜2.0wt%、Al0.04〜0.08
    wt%のうちから選んだ1種または2種 を含有し、さらに、 Mo0.05〜0.3wt%、Cu0.2〜2.0wt
    %、Ni0.2〜2.0wt% のうちから選んだ1種または2種以上 を含有し、残部Feおよび不純物からなる鋳鉄溶湯を鋳
    型内接種または注湯流接種を行なった後鋳造し、900
    〜950℃の温度に0.5〜5時間保持した後、炉冷ま
    たは空冷または次工程のオーステナイト化温度まで炉冷
    する予備処理を行なうかまたは行なわずに、820〜8
    80℃の温度に0.5〜5時間保持し、直ちに350〜
    400℃の温度に急冷し、その温度に0.5時間以上保
    持する恒温変態処理を施すことを特徴とする高強度タグ
    タイル鋳鉄の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63192821A (ja) * 1987-02-05 1988-08-10 Railway Technical Res Inst 車両用ブレ−キデイスク材の製造方法
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JP2003105484A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Kubota Corp 高強度高耐食性ダクタイル鋳鉄
JP2008280619A (ja) * 2008-08-08 2008-11-20 Oume Chuzo Kk 高強度球状黒鉛鋳鉄

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