JPS626728B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS626728B2
JPS626728B2 JP15888583A JP15888583A JPS626728B2 JP S626728 B2 JPS626728 B2 JP S626728B2 JP 15888583 A JP15888583 A JP 15888583A JP 15888583 A JP15888583 A JP 15888583A JP S626728 B2 JPS626728 B2 JP S626728B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cast steel
micropores
peening
steel
cast
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.)
Expired
Application number
JP15888583A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6050115A (ja
Inventor
Yasuhiko Mori
Jiro Kunya
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP15888583A priority Critical patent/JPS6050115A/ja
Publication of JPS6050115A publication Critical patent/JPS6050115A/ja
Publication of JPS626728B2 publication Critical patent/JPS626728B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C21D7/04Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕 この発明は、ステンレス鋳鋼(以下、単に鋳鋼
という)の表面および表面直下に存在する微小空
孔を封孔して耐食性を付与するに好適な鋳鋼の表
面加工法に関する。 〔発明の背景〕 一般に、製品形状に鋳造した鋳鋼品にあつて
は、鋳造法の特殊性からその表面および表面直下
に鋳造凝固収縮などによるミクロ的欠陥すなわち
微小空孔が存在することは本質的に避けがたいこ
とである。 そこで、このようなミクロ的欠陥を除去する従
来方法としては、(イ)鋳鋼の表面を再溶解する方
法、(ロ)鋳鋼の表面を高周波誘導法またはレーザビ
ーム照射法で所定の温度に加熱保持しながら、ま
たは鋳鋼全体を加熱しながら、不活性ガス等の圧
力媒体による静水圧を表面に付加する方法などが
知られている。 しかしながら、前者(イ)の方法では、鋳鋼品の全
体を加熱するために複雑形状で且つ薄肉形状のも
のに対して寸法変形が生ずるので適用することは
できないとともに、表面欠陥を完全に除去するこ
とができないという問題点を有していた。 一方、後者(ロ)の方法にあつては、高周波誘導法
またはレーザビーム照射法による加熱では複雑形
状の鋳鋼品を均一に加熱することができないとと
もに、大型の鋳鋼品に対して適用できない。ま
た、静止圧法で微小空孔を圧着する方法では、鋳
鋼の表面直下の微小空孔を圧縮により圧着するこ
とができるが、原則的に表面には塑性変形が作用
しないため表面に露出している微小空孔を圧着す
ることができない。そのために、この方法では、
処理を施した後に圧着されない表面の微小空孔を
表面研削等の機械的加工で取り去く必要があると
いう問題点を有していた。さらに、静水圧法では
表面に塑性変形を付与することが少ないため、鋳
肌の金属的組織を改良することが少ないという問
題点を有していた。 〔発明の目的〕 この発明は、上記に説明したような従来のこれ
らの問題点を解消するためになされたもので、鋳
鋼の表面および表面直下に存在する微小空孔を封
孔する手段を講ずることにより、鋳鋼の耐食性を
向上させるとともに、鋳鋼の表面層を金属組織的
に改良することができる鋳鋼の表面加工法を提供
することを目的としている。 〔発明の概要〕 この発明による鋳鋼の表面改良法は、鋳鋼の表
面層のみに衝撃的な圧縮塑性変形を与えることに
より、鋳鋼の表面および表面直下に存在する微小
空孔を圧着するとともに、その圧着部を高温に加
熱することにより拡散接合することを特徴として
いる。 鋳造法は溶鋼を製品形状と同じ鋳型に注入、凝
固することにより、複雑形状の鋳鋼品を一挙に製
造することができる。さらに最近では、精密鋳造
技術の進歩により、機械加工等の仕上加工を施す
ことなく鋳造のままで最終製品を製造するように
なつてきている。このように鋳造法により製造さ
れた鋳鋼品にあつては、その表面および表面直下
にはミクロ的欠陥となる微小空孔が存在すること
は避けがたいのが現状である。この微小空孔は鋳
鋼の耐食性を劣化させると共に、応力腐食割れに
おける応力集中の起点となることがある。このこ
とを裏付けるために含Ni13%Cr系鋳鋼とこれを
鍛造した鍛鋼について、高温純水中に対しての耐
食性を対比して調べると、同一の化学組成である
にもかかわらず、鋳鋼と鍛鋼とでは耐食性に大き
な差が生ずることが認められる。 この原因を探求すると、鋳鋼では本来的に凝固
収縮を伴う鋳造組織であり、表面および表面直下
に微小空孔が存在しているため、このところで応
力集中の起点となつて応力腐食割れ(以下、
SCCと略称する。)を誘発することになる。さら
に詳しくは、鋳造したままの鋳鋼を鍛造した後、
焼入れ焼もどししたものについて、低ひずみ速度
引張試験(以下、SSRTと略称する。)により
SCC破面率を求めてSCC感受性を調べると、鋳
鋼ではSCC破面率が12%程度であつたものが、
鍛造した鍛鋼のSCC破面率は2.5%と約1/5に減少
し、耐SCC性が著しく向上することがわかる。
これは鍛造する際に表面および表面直下に存在す
る微小空孔が鍛接されるためである。 しかしながら、実際には鋳鋼品を寸法変形する
ことなく鍛造することができない一方、従来の技
術を用いても複雑形状の鋳鋼に対し微小空孔を完
全に除去することができない。そこで、鋳鋼の表
面および表面直下に内在する微小空孔の性状を調
べると、微小空孔はその径が数μmのものが大部
分であり、1μmから最大200μmまでのものが
分布している。その形状としては球形に近いもの
がほとんどであるが、その中には不定形状のもの
も点在している。一方、微小空孔の内部表面は滑
らかな金属光沢を呈した活性状態であるため、微
小空孔の近傍を圧縮塑性変形して微小空孔を圧着
した後、その圧着部を高温に加熱すれば拡散接合
できることが推測される。 そこで、発明者らは、鋳鋼の表面および表面直
下のみに圧縮塑性変形を付与する方法として既知
のピーニング法を採用するとともに、ピーニング
により圧着した圧着部を鋳鋼の拡散温度以上に加
熱することにより、鋳鋼の表面および表面直下に
存在する微小空孔を封孔することができることを
見出した。 この発明による鋳鋼の表面加工法は、鋳鋼の表
面および表面直下のミクロ的欠陥を完全に除去し
て鋳鋼の耐食性を向上させる方法であつて、鋳鋼
の表面にピーニングを施して圧縮塑性変形により
微小空孔を圧着した後、高温に加熱保持した状態
でその圧着部を拡散接合することを特徴としてい
る。 このピーニング処理は通常に用いられる鋼の表
面硬化または表面に圧縮残留応力を附与するのに
用いられる既知の方法であつて、金属製などのグ
リツトを高速度で被加工物の表面に打射し、この
衝撃による荷重が被加工機の弾性限を起えるため
に表面や表面直下のわずかのところで塑性変形を
生ずるものである。この方法ではグリツト以外に
ワイヤーを用いることができる。ワイヤーを用い
た場合の方が表面硬化が大きく且つ平面状の被加
工物に対して作業性や塑性加工量の点で優れてい
る。 ピーニングの処理時は、表面を塑性変形させる
観点から長いほど好ましいが、あまり長時間にわ
たると、塑性変形された表面層が硬くなりすぎ、
さらにピーニングを続けるとグリツトの衝撃エネ
ルギーにより表面層が剥離するようになる。その
ためピーニングの処理時間は、単位表面積1cm2
り数分以下にすることが望ましい。またピーニン
グにより微小空孔を圧着するには、ピーニングに
よる塑性変形の深さを空孔の径以上にする必要が
ある。しかし、実際のピーニングに際しては、所
望の空孔径以外の大きな欠陥を考慮して、その数
倍の塑性変形の深さを与えることが好ましい。な
お、鋳鋼の鋳造組織は単なる熱処理のみでは微細
化できないが、このピーニングでは鋳鋼の表面層
が塑性変形されるため、その後の拡散処理−焼入
れ焼もどし等により鋳造組織が微細化され、その
機械的性質を向上させることができる。 一方、ピーニングによる圧縮塑性変形はピーニ
ングの処理時間のみでなくグリツトの径にも影響
される。グリツトの径を大きくした方が同一のピ
ーニング時間であつても、塑性変形量は大きくな
る。これはグリツトの材質、打射のときの空気圧
が同一であれば、質量の大きいグリツトほど運動
エネルギーが大きいためである。 しかし、あまり大きなグリツトでは鋳鋼の表面
肌を荒すことになるのでその径の選定に留意する
必要がある。 ピーニング効果を高め、且つ表面肌の荒れを防
止するには、ピーニングの初期に大きなグリツト
を用いて次いで小さなグリツトで仕上げる方法が
ある。この方法を順次に繰り返えせば表面肌の荒
れを防止することができるが、実際には作業工数
が複雑になり好ましくない。 次に、鋳鋼表面にピーニング処理を施した後、
鋳鋼を拡散温度以上に加熱した拡散処理する。こ
の拡散処理は上記ピーニングにより微小空孔を圧
着した部分を金属的に拡散接合させるもので、鋳
鋼の表面および表面直下に存在する機械的圧着欠
陥を金属的拡散接合させるものである。 この際の加熱温度は微小空孔が圧着された状態
で拡散接合するに必要な温度であり、高温ほど好
ましい。しかし、あまり高温すぎると、鋳鋼の結
晶粒が粗大化したり、また粒界が優先酸化される
バーニング現象が起こり、鋳鋼の機械的性質が劣
化する。従つて、加熱温度は鋳鋼の拡散温度以
上、すなわち1000℃以上1150℃以下にする。処理
時間については長いほど拡散接合が十分に行なわ
れるが、処理温度にもよるが5時間以上では拡散
接合程度が飽和状態となる。従つて、実際には5
時間程度で十分でこの発明の目的を達成すること
ができる。また、処理時間を短くすると拡散接合
が不充分となるが、1時間以上加熱保持すれば本
発明の目的は達成できる。 以上のように、この発明による鋳鋼の表面改良
法は鋳鋼の表面にピーニング処理を施してミクロ
的欠陥である微小空孔を圧着した後、その圧着部
を加熱して拡散接合させる構成をなすもので、ミ
クロ的欠陥を完全に除去することにより耐食性を
著しく向上させることができる。 以下、この発明の実施例を詳細に説明する。 実施例 1 まず、3.5Ni13Cr鋼および5.5Ni13Cr鋼を高周波
溶解炉により大気雰囲気で溶製した後、その溶鋼
を鋳造に注入、凝固させて、厚さ;100mm、幅;
400mm、長さ;300mmの矩形状鋳鋼を製造した。 次いで、1000℃×5hrの拡散処理を施した後、
950℃×2hrの空冷焼入れを施した。さらに、
3.5Ni13Cr鋳鋼には620℃×5hrの空冷焼もどしを
施す一方、5.5Ni13Cr鋳鋼には600℃×5hrの空冷
焼もどしを施して供試材とした。各々の供試材の
化学成分は第1表に示す通りである。
【表】 このようにして得た供試材から第1図に示す
SSRT試験片1を採取して本発明の実施に供し
た。 ピーニング処理は0.7mm径のグリツトを用い
て、鋳鋼の温度を常温で、グリツトを打射する圧
力を7Kgf/cm2にし、ピーニングの処理時間を20
秒、40秒、60秒といろいろに変えて第1図に示す
ようにR部2を含む試験片の平行部3に施した。
この処理時間とは試験片の単位表面積1cm2当りに
グリツトを打射した時間をいう。次に、ピーニン
グ処理を施した各試験片を950℃から1150℃まで
の温度範囲で且つ拡散時間を1hr、5hr、10hr、
20hrと種々変えて実施した。 このように本発明法を適用した各試験片につい
てSSRT試験を行つて耐食性を比較した。ここで
SSRT試験は、288℃に保持した状態で約8ppmの
溶存酸素、約1μs/cmの電導率を有する純水中
に各試験片を浸漬し、その試験片に8.3×10-7
sのひずみ速度で行つた。各試験片の耐食性は
SSRT試験から求めたSCC破面率で評価し、SCC
破面率が小さいほど耐食性が良好であることを示
す。なお、比較のために本発明の構成要素である
拡散処理を施さないものについても、同様に耐食
性試験を行つた。 この結果は第2表示す通りである。
【表】
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明による鋳鋼の表
面加工法によれば、鋳鋼表面および表面直下に内
在する微小空孔をピーニングで圧着した後、その
圧着部を加熱保持することにより拡散接合して微
小空孔を完全に封孔したから、鋳鋼品の耐食性、
特に応力腐食割れの感受性を著しく改善すると共
に、鋳鋼品の表面組織を微細化して機械的性質た
とえば強度、靭性あるいは疲労強度を向上するこ
とができるという顕著な効果を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例1に用いた試験片の
平面図、第2図はこの発明の実施例2に供したイ
ンターナルポンプを構成するインペラおよびデイ
フユーザー部品を示すインターナルポンプの全体
概要図である。 1……試験片、3……平行部、4……インター
ナルポンプ、5……インペラ、6……デイフユー
ザー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ステンレス鋳鋼の表面および表面直下に存在
    する微小空孔を消滅せしめる表面加工法におい
    て、ステンレス前記鋳鋼の表面にピーニング処理
    を施した後、拡散温度を1000℃以上1150℃以下、
    加熱保持時間を1時間以上で加熱したことを特徴
    とするステンレス鋳鋼の表面加工法。 2 ピーニング処理は少なくともステンレス鋳鋼
    の表面に微小空孔の大きさ以上の塑性変形を与え
    る特許請求の範囲第1項記載のステンレス鋳鋼の
    表面加工法。
JP15888583A 1983-08-30 1983-08-30 ステンレス鋳鋼の表面加工法 Granted JPS6050115A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15888583A JPS6050115A (ja) 1983-08-30 1983-08-30 ステンレス鋳鋼の表面加工法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15888583A JPS6050115A (ja) 1983-08-30 1983-08-30 ステンレス鋳鋼の表面加工法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6050115A JPS6050115A (ja) 1985-03-19
JPS626728B2 true JPS626728B2 (ja) 1987-02-13

Family

ID=15681508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15888583A Granted JPS6050115A (ja) 1983-08-30 1983-08-30 ステンレス鋳鋼の表面加工法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6050115A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2499669B (en) * 2012-02-24 2016-08-10 Malcolm Ward-Close Charles Processing of metal or alloy objects
KR102021423B1 (ko) * 2018-12-14 2019-09-16 최형식 절삭유 재생 및 재활용 공급장치

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6050115A (ja) 1985-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ye et al. Effects of post-processing on the surface finish, porosity, residual stresses, and fatigue performance of additive manufactured metals: a review
EP0181713B1 (en) Method for heat treating cast titanium articles
Brandl et al. Additive manufactured Ti-6Al-4V using welding wire: comparison of laser and arc beam deposition and evaluation with respect to aerospace material specifications
JP5758204B2 (ja) チタン合金部材およびその製造方法
CN109112449A (zh) 一种消除铝合金模锻件残余应力的方法
JP4304245B2 (ja) 成形表面を有する粉末冶金による物体
JPS6349742B2 (ja)
JPH0578798A (ja) アルミニウム合金製部材の表面改質方法
JPS626728B2 (ja)
US3505130A (en) Method for improving fatigue strength in turbine blades
KR20000076162A (ko) 지르코늄 합금 튜브의 제조방법
JP2008050665A (ja) マルテンサイト系ステンレス鋳鋼部品の製造方法
JPH08127851A (ja) 腐食疲労に優れた鍛造アルミニウム合金ホイールの製造方法
US3471340A (en) Regeneration of refused rolls
WO2024080326A1 (ja) 耐水素脆性に優れた高強度部品の製造方法
CN113699521B (zh) 一种高性能钛合金表面涂层及其制备方法
RU2805951C1 (ru) Ротор из высокопрочной нержавеющей стали и способ его изготовления
Heydari Vini et al. Fabrication of AA1060/Al2O3 composites by warm accumulative roll bonding process and investigation of its mechanical properties and microstructural evolution
Kpelou et al. Microstructural Evolution of Bassar Steel during Forging Process
JP3003257B2 (ja) 合金部材の製造方法
JP3283963B2 (ja) 複合組織超塑性材、その製造方法及びそれを用いた超塑性成形品の板厚分布制御方法
JP2023128718A (ja) 熱間鍛造材の製造方法
JPH04176563A (ja) チタン合金のショットピーニング加工方法
JPH0741806A (ja) 焼結チタン合金の表面処理方法
CN117983836A (zh) 一种3d打印金属材料的后处理改性方法