JPS63100154A - 耐摩耗性及び耐酸化性に優れた球状黒鉛鋳鉄 - Google Patents
耐摩耗性及び耐酸化性に優れた球状黒鉛鋳鉄Info
- Publication number
- JPS63100154A JPS63100154A JP24493486A JP24493486A JPS63100154A JP S63100154 A JPS63100154 A JP S63100154A JP 24493486 A JP24493486 A JP 24493486A JP 24493486 A JP24493486 A JP 24493486A JP S63100154 A JPS63100154 A JP S63100154A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spheroidal graphite
- cast iron
- oxidation resistance
- graphite cast
- 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
Links
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 18
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 16
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 32
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 5
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Supercharger (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ｔＸＸ領領域の耐摩耗性及び耐酸化性に優れた
高シリコン系の球状黒鉛鋳鉄の改良に関する。本発明は
、例えば、自動車のエンジン部品であるターボチャージ
ャのターボハウジング、エキゾーストマニホールドなど
に利用することができる。 ここで、エキゾーストマニホールドは、エンジンのシリ
ンダから排出される高温の排気ガスをエキゾーストパイ
プに送るためのものである。又、ターボハウジングは、
排気ガスのエネルギーで排気タービンを回してコンプレ
ッサを駆動させ、エンジンに大気圧以上の高密度の空気
を供給するターボチャージャのハウジングである。 ［従来の技術１ 例えば、自ｖＪＩ０８ＩＳ品としてターボチャ−ジャの
ターボハウジング、エキゾーストマニホールドがある。 これらは高温領域での耐摩耗性、耐酸化性が要求されて
いる。 そこで従来よりターボハウジングやエキゾーストマニホ
ールドでは、高級材料であるシリコンを４％前後に高め
た高シリコン系球状黒鉛鋳鉄が使用される傾向にある。 ところで近年のエンジンの高性能化に伴って、排気ガス
温度が上昇し、そのため、上記したターボハウジングや
エキゾーストマニホールドでは、高温領域での一層の耐
摩耗性及び耐酸化性が￥ｌ請されている。 例えばターボチャージャのターボハウジングでは、ウェ
ストゲートバルブを作動させるためのシャフトがターボ
ハウジングと接触するので、排気ガス温度が上昇してい
るため、使用中に異常摩耗が生じ易い。このように異常
摩耗が生じると、ターボハウジングからの排気ガス漏れ
、ウェストゲートバルブの作動不良などが生じ易い。ウ
ェストゲートバルブの作動不良を抑えるために、従来よ
り上記シャフトにスリーブを挿入しているが、スリーブ
とターボハウジングとの熱膨張差によりスリーブが抜け
ることがあった。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記した実情に鑑みなされたものであり、その
目的は、高温領域での耐摩耗性および耐酸化性に優れ、
ターボハウジングやエキシンストマンホールドを形成す
る鋳鉄材料として適する高シリコン系球状黒鉛鋳鉄を提
供するにある。 Ｅ問題点を解決するための手段］ 本発明に係る高シリコン系球状黒鉛鋳鉄は、炭素、シリ
コン、バナジウム、クロムなどをバランスよく添加する
ことにより完成されたものである。 即ち、本発明に係る高シリコン系球状黒鉛鋳鉄は、Ｉ！
―％で炭素３．０〜４．０％、シリコン３゜５％〜５．
０％、マンガン０．５％以下、リン０゜１％以下、イオ
ウ０．０５％以下、マグネシウム０．０２〜０．０６％
、バナジウム０．１〜０゜５％、クロム０．０５〜０．
２％、残部鉄および不可避の不純物からなり、 その組織は、フェライトと、フェライト中に分散したバ
ナジウム及びクロムを主体とする炭窒化物と、フェライ
ト中に分散した球状黒鉛と、で構成され、耐摩耗性およ
び耐酸化性に優れていることを特徴とするものである。 ここで塊状の炭窒化物の平均粒径は１〜２０μ程度であ
ることが好ましい。 ここで、組成の限定理由につき説明する。炭素を３．０
〜４．０％にしたのは、炭素が３．０％未満になると、
溶湯のＵ造性が悪化し、一方４゜０％を越えると溶湯で
のドロスが増加しドロス欠陥が多くなるからである。 シリコンを３．５〜５．０％に限定したのは、シリコン
が３．５％未満では排気系部品として必要とする耐熱性
が得られない。一方シリコンが５０％を越えると溶湯の
鋳造性が悪化しかつフェライト組織が著しく脆化するか
らである。 マンガンを０．５％以下としたのは、マンガンは耐熱性
を悪化させるので出来るだけ少ない方が良く、０．５％
未満とした。この母は溶解原料から必然的に混入される
堕である。 リンを０．１％以下としたのは、リンは組織を脆化させ
るので出来るだけ少ない方が好ましく、そのため０．１
％以下とした。 イＡつを０．０５％以下としたのは、イオウは黒鉛の球
状化を阻害するので出来るだけ少ない方が好ましく、そ
のため０．０５％以下とした。 マグネシウムを０．０２〜０．０６％としたのは、マグ
ネシウムが０．０２％未満では黒鉛の球状化度が不足し
、良好な球状黒鉛！８鉄を生成することができず、一方
０．０６％を越えるとセメンタイトが安定化したりドロ
ス欠陥が発生したりするので、０．０６％を上限とした
。 クロムを０．０５〜０．２％としたのは、クロムは固溶
すると耐酸化性向上に効果がある元素であり、かつ、バ
ナジウムと共存して塊状炭窒化物を作り、耐摩耗性を向
上させる。そのため０００５％以上は必要である。又、
クロムが０．２％を越えると粗大なセメンタイトが生成
し易くなり機械的性質や加工性を悪化させるので、上限
を０゜２％とした。 バナジウムを０．１〜０．５％としたのは、バナジウム
は微細な炭窒化物を生成し組織の耐摩耗性を向上させる
元素であり、そのため０．１％以上含イｉするのが好ま
しく、一方０．５％を越えてもその効果の向上は望めず
、かえって加工性を悪化するので上限を０．５％とした
。 ［試験例］ 以下本発明に係る球状黒ＩＱ＆ｓ鉄の各試験例について
、比較材とともに説明する。まず、２０ｋＱ高周波誘導
炉を用いて、溶解温度１５００℃で溶解し、溶解後、鉄
−５０％シリコン−１０％マグネシウム系合金を添加し
て球状化処理した。球状化処理は、球状化処理温度を１
４５０℃とし、ホスホライザにより行なった。 その優、Ｆｅ−７５％Ｓ１にて接種し、Ｙブロックに注
湯した。これにより第１表に示す組成を有する本発明材
に係る試片ＡＳ８および比較材として試片Ｃ，ＤＳＥ、
Ｆ、Ｇも溶製した。 第１表に示す本発明材としての試片Ａ１試片Ｂは、比較
材としての試片Ｃ（公知の高シリコン系球状黒鉛ｖＩ鉄
）相当材に、本発明要素であるクロム、バナジウムの双
方を添加した材質である。又、比較材としての試片りは
、試片Ｃ相当材に、本発明材要素であるクロムを０．２
７％、バナジウムを０．６４％と本発明の上限以上に添
加した材質である。比較材としての試片Ｅ及びＦは、比
較材としての試片Ｃ相当材にそれぞれ単独でバナジウム
とクロムとを添加した材質である。又、比較材としの試
片Ｇは、球状黒鉛鋳鉄であるＪＩＳＦＣ０４０相当材に
本発明要素であるクロム、バナジウムを本発明の範囲内
の含有量で添加した材質である。 上記したように形成した試片Ａ−Ｇについて酸化試験を
行った。 酸化試験は７００℃にて大気中に２００１間保持した侵
、その最大酸化スケール厚さを求め、これを酸化量とし
た。さらに８００℃においても同様に大気中に２００時
間保持し、その最大酸化スケール厚さを求めた。その結
果を第１１に示す。 第１図の棒グラフにおいて白抜きの部位が７００℃、ハ
ツチングで示した部位が８００℃における酸化スケール
厚さを示す。 耐摩耗試験は第２図に概略的に示す試験装置により行な
った。即ち、相手材１としてＪＩＳ−８ＵＨ４製のブロ
ック（Ｓさ４０ｍｍ、中２０ｍｍ１板厚１０ｍｍ）を用
い、この相手材１を試片２（長さ５０ ｍ ｍ Ｎ外径
ｌＱｍｍ）ｋ：矢印Ａ方向からの荷１１ ＫＯで押し付
け、その状態ですべり速度６００ｒＤｍにて６０分間摺
動し、試験終了模試片２を表面粗さ計を用いてｓ’ｌｃ
１面と基準面の段差とを測定し、その差を摩耗深さとし
た。その耐摩耗試験の結果を第３図に示す。なおこの場
合、温度は７００℃、大気雰囲気下において行った。 本発明材としての試片Ａ１試片Ｂでは、第１図に示すよ
うに７００℃において酸化スケール厚みが９０〜１００
ｔｌ程度、８００℃において酸化スケール厚みが２０５
〜２１５μ程度であり、７００℃及び８００℃における
耐酸化性の向上が見られる。また第３図に示すように本
発明材としての試片Ａ及び試片Ｂでは、摩耗深さは７〜
９μ程度と、比較材としての試片Ｃに（摩耗深さ３８μ
）に比較して大幅に向上している。 比較材としての試片りではクロム、バナジウムを本発明
の上限以上に含有しており、そのため、゛第１図に示す
ように耐酸化性は向上しており、さらに、摩耗深さが８
μ程度であり、耐摩耗性は本発明材としての試片Ａ、Ｂ
とほとんど変らない。 しかしながら本発明材としての試片△、Ｂの硬さはＨＶ
１９６〜２２０であるのに対して、比較材としての試片
りの硬さはＨＶ２８１とかなり高くなり、そのため加工
性が悪化する問題が生じる。 比較材としての試片Ｅの場合第３図に示すように試片Ｅ
の摩耗深さは２０μ程度であり、耐摩耗性の向上は少な
かった。 比較材としての試片Ｆは第１図に示すように酸化スケー
ル厚さが７００℃で１００μ程度、８００℃で２２０μ
程度であり、若干耐酸化性は向、卜しているものの、第
３図に示すように摩耗深さは３２μと大きく、耐摩耗性
に劣る。 比較材としての試片Ｇでは、シリコンが低いため、第１
図に示すように７００℃での酸化スケール厚さが２００
μ以上で、８００℃での酸化スケール厚さが５００μ以
上と厚く、そのため耐酸化性が極めて悪い。それのみな
らず第３図に示すように摩耗深さが４０μ程度と耐摩耗
性も劣る。この理由は、試片Ｇでは、クロム、バナジウ
ムの添加により炭窒化物が析出するものの、シリコンが
２．４９％と低いため、基地のフェライトの耐酸化性が
悪く、摩耗試験中に酸化が進行し、その酸化膜が摩擦に
にり剥離し、そのため耐摩耗性が悪化するためであると
推察される。 次に、実際の耐久性を評価するため、第２表に示す化学
成分の本発明材にてターボチャージャのターボハウジン
グを製作し、ウェストゲートパルプ作動用シャフトのと
ころに通常挿入している焼結金Ｂ９Ｂスリーブを廃止し
たＶＢ造のターボチャージャを製作した。そして実際の
２０００ｃｃガソリンエンジンにて最高回転数を５５０
０ｒｐｍｘ全負荷と、１０００ｒｐｍｘ無負荷とを１０
分サイクルで繰返す繰返し耐久試験を５００時間行りた
。この試験結束では、シャフトに何等損傷もなく良好な
結果が得られた。これはターボハウジングの耐摩耗性お
よび耐酸化性が白土しているためと推察される。 ［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る高シリコン系球状黒鉛
鋳鉄では、炭素、シリコン、クロム、バナジウムをバラ
ンスよく添加し、これによりその組繊を、フェライトと
、フェライト中に分散したバナジウム及びクロムを主体
とする炭窒化物と、フェライト中に分散した球状黒鉛と
、で構成している。このように基地がフェライトである
ため加工性が損われない。そのため、加工性を犠牲する
ことなく高温領域での耐摩耗性及び耐酸化性の双方に優
れている。 従って本発明に係る高シリコン系球状黒鉛鋳鉄によれば
、高温での耐酸化性および耐摩耗性の双方が要求される
エンジン用排気部品、例えばターボチャージャのターボ
ハウジング、エキゾーストマニホールドなどの部品に適
用できる。 第 １ 表 第 ２ 表
高シリコン系の球状黒鉛鋳鉄の改良に関する。本発明は
、例えば、自動車のエンジン部品であるターボチャージ
ャのターボハウジング、エキゾーストマニホールドなど
に利用することができる。 ここで、エキゾーストマニホールドは、エンジンのシリ
ンダから排出される高温の排気ガスをエキゾーストパイ
プに送るためのものである。又、ターボハウジングは、
排気ガスのエネルギーで排気タービンを回してコンプレ
ッサを駆動させ、エンジンに大気圧以上の高密度の空気
を供給するターボチャージャのハウジングである。 ［従来の技術１ 例えば、自ｖＪＩ０８ＩＳ品としてターボチャ−ジャの
ターボハウジング、エキゾーストマニホールドがある。 これらは高温領域での耐摩耗性、耐酸化性が要求されて
いる。 そこで従来よりターボハウジングやエキゾーストマニホ
ールドでは、高級材料であるシリコンを４％前後に高め
た高シリコン系球状黒鉛鋳鉄が使用される傾向にある。 ところで近年のエンジンの高性能化に伴って、排気ガス
温度が上昇し、そのため、上記したターボハウジングや
エキゾーストマニホールドでは、高温領域での一層の耐
摩耗性及び耐酸化性が￥ｌ請されている。 例えばターボチャージャのターボハウジングでは、ウェ
ストゲートバルブを作動させるためのシャフトがターボ
ハウジングと接触するので、排気ガス温度が上昇してい
るため、使用中に異常摩耗が生じ易い。このように異常
摩耗が生じると、ターボハウジングからの排気ガス漏れ
、ウェストゲートバルブの作動不良などが生じ易い。ウ
ェストゲートバルブの作動不良を抑えるために、従来よ
り上記シャフトにスリーブを挿入しているが、スリーブ
とターボハウジングとの熱膨張差によりスリーブが抜け
ることがあった。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記した実情に鑑みなされたものであり、その
目的は、高温領域での耐摩耗性および耐酸化性に優れ、
ターボハウジングやエキシンストマンホールドを形成す
る鋳鉄材料として適する高シリコン系球状黒鉛鋳鉄を提
供するにある。 Ｅ問題点を解決するための手段］ 本発明に係る高シリコン系球状黒鉛鋳鉄は、炭素、シリ
コン、バナジウム、クロムなどをバランスよく添加する
ことにより完成されたものである。 即ち、本発明に係る高シリコン系球状黒鉛鋳鉄は、Ｉ！
―％で炭素３．０〜４．０％、シリコン３゜５％〜５．
０％、マンガン０．５％以下、リン０゜１％以下、イオ
ウ０．０５％以下、マグネシウム０．０２〜０．０６％
、バナジウム０．１〜０゜５％、クロム０．０５〜０．
２％、残部鉄および不可避の不純物からなり、 その組織は、フェライトと、フェライト中に分散したバ
ナジウム及びクロムを主体とする炭窒化物と、フェライ
ト中に分散した球状黒鉛と、で構成され、耐摩耗性およ
び耐酸化性に優れていることを特徴とするものである。 ここで塊状の炭窒化物の平均粒径は１〜２０μ程度であ
ることが好ましい。 ここで、組成の限定理由につき説明する。炭素を３．０
〜４．０％にしたのは、炭素が３．０％未満になると、
溶湯のＵ造性が悪化し、一方４゜０％を越えると溶湯で
のドロスが増加しドロス欠陥が多くなるからである。 シリコンを３．５〜５．０％に限定したのは、シリコン
が３．５％未満では排気系部品として必要とする耐熱性
が得られない。一方シリコンが５０％を越えると溶湯の
鋳造性が悪化しかつフェライト組織が著しく脆化するか
らである。 マンガンを０．５％以下としたのは、マンガンは耐熱性
を悪化させるので出来るだけ少ない方が良く、０．５％
未満とした。この母は溶解原料から必然的に混入される
堕である。 リンを０．１％以下としたのは、リンは組織を脆化させ
るので出来るだけ少ない方が好ましく、そのため０．１
％以下とした。 イＡつを０．０５％以下としたのは、イオウは黒鉛の球
状化を阻害するので出来るだけ少ない方が好ましく、そ
のため０．０５％以下とした。 マグネシウムを０．０２〜０．０６％としたのは、マグ
ネシウムが０．０２％未満では黒鉛の球状化度が不足し
、良好な球状黒鉛！８鉄を生成することができず、一方
０．０６％を越えるとセメンタイトが安定化したりドロ
ス欠陥が発生したりするので、０．０６％を上限とした
。 クロムを０．０５〜０．２％としたのは、クロムは固溶
すると耐酸化性向上に効果がある元素であり、かつ、バ
ナジウムと共存して塊状炭窒化物を作り、耐摩耗性を向
上させる。そのため０００５％以上は必要である。又、
クロムが０．２％を越えると粗大なセメンタイトが生成
し易くなり機械的性質や加工性を悪化させるので、上限
を０゜２％とした。 バナジウムを０．１〜０．５％としたのは、バナジウム
は微細な炭窒化物を生成し組織の耐摩耗性を向上させる
元素であり、そのため０．１％以上含イｉするのが好ま
しく、一方０．５％を越えてもその効果の向上は望めず
、かえって加工性を悪化するので上限を０．５％とした
。 ［試験例］ 以下本発明に係る球状黒ＩＱ＆ｓ鉄の各試験例について
、比較材とともに説明する。まず、２０ｋＱ高周波誘導
炉を用いて、溶解温度１５００℃で溶解し、溶解後、鉄
−５０％シリコン−１０％マグネシウム系合金を添加し
て球状化処理した。球状化処理は、球状化処理温度を１
４５０℃とし、ホスホライザにより行なった。 その優、Ｆｅ−７５％Ｓ１にて接種し、Ｙブロックに注
湯した。これにより第１表に示す組成を有する本発明材
に係る試片ＡＳ８および比較材として試片Ｃ，ＤＳＥ、
Ｆ、Ｇも溶製した。 第１表に示す本発明材としての試片Ａ１試片Ｂは、比較
材としての試片Ｃ（公知の高シリコン系球状黒鉛ｖＩ鉄
）相当材に、本発明要素であるクロム、バナジウムの双
方を添加した材質である。又、比較材としての試片りは
、試片Ｃ相当材に、本発明材要素であるクロムを０．２
７％、バナジウムを０．６４％と本発明の上限以上に添
加した材質である。比較材としての試片Ｅ及びＦは、比
較材としての試片Ｃ相当材にそれぞれ単独でバナジウム
とクロムとを添加した材質である。又、比較材としの試
片Ｇは、球状黒鉛鋳鉄であるＪＩＳＦＣ０４０相当材に
本発明要素であるクロム、バナジウムを本発明の範囲内
の含有量で添加した材質である。 上記したように形成した試片Ａ−Ｇについて酸化試験を
行った。 酸化試験は７００℃にて大気中に２００１間保持した侵
、その最大酸化スケール厚さを求め、これを酸化量とし
た。さらに８００℃においても同様に大気中に２００時
間保持し、その最大酸化スケール厚さを求めた。その結
果を第１１に示す。 第１図の棒グラフにおいて白抜きの部位が７００℃、ハ
ツチングで示した部位が８００℃における酸化スケール
厚さを示す。 耐摩耗試験は第２図に概略的に示す試験装置により行な
った。即ち、相手材１としてＪＩＳ−８ＵＨ４製のブロ
ック（Ｓさ４０ｍｍ、中２０ｍｍ１板厚１０ｍｍ）を用
い、この相手材１を試片２（長さ５０ ｍ ｍ Ｎ外径
ｌＱｍｍ）ｋ：矢印Ａ方向からの荷１１ ＫＯで押し付
け、その状態ですべり速度６００ｒＤｍにて６０分間摺
動し、試験終了模試片２を表面粗さ計を用いてｓ’ｌｃ
１面と基準面の段差とを測定し、その差を摩耗深さとし
た。その耐摩耗試験の結果を第３図に示す。なおこの場
合、温度は７００℃、大気雰囲気下において行った。 本発明材としての試片Ａ１試片Ｂでは、第１図に示すよ
うに７００℃において酸化スケール厚みが９０〜１００
ｔｌ程度、８００℃において酸化スケール厚みが２０５
〜２１５μ程度であり、７００℃及び８００℃における
耐酸化性の向上が見られる。また第３図に示すように本
発明材としての試片Ａ及び試片Ｂでは、摩耗深さは７〜
９μ程度と、比較材としての試片Ｃに（摩耗深さ３８μ
）に比較して大幅に向上している。 比較材としての試片りではクロム、バナジウムを本発明
の上限以上に含有しており、そのため、゛第１図に示す
ように耐酸化性は向上しており、さらに、摩耗深さが８
μ程度であり、耐摩耗性は本発明材としての試片Ａ、Ｂ
とほとんど変らない。 しかしながら本発明材としての試片△、Ｂの硬さはＨＶ
１９６〜２２０であるのに対して、比較材としての試片
りの硬さはＨＶ２８１とかなり高くなり、そのため加工
性が悪化する問題が生じる。 比較材としての試片Ｅの場合第３図に示すように試片Ｅ
の摩耗深さは２０μ程度であり、耐摩耗性の向上は少な
かった。 比較材としての試片Ｆは第１図に示すように酸化スケー
ル厚さが７００℃で１００μ程度、８００℃で２２０μ
程度であり、若干耐酸化性は向、卜しているものの、第
３図に示すように摩耗深さは３２μと大きく、耐摩耗性
に劣る。 比較材としての試片Ｇでは、シリコンが低いため、第１
図に示すように７００℃での酸化スケール厚さが２００
μ以上で、８００℃での酸化スケール厚さが５００μ以
上と厚く、そのため耐酸化性が極めて悪い。それのみな
らず第３図に示すように摩耗深さが４０μ程度と耐摩耗
性も劣る。この理由は、試片Ｇでは、クロム、バナジウ
ムの添加により炭窒化物が析出するものの、シリコンが
２．４９％と低いため、基地のフェライトの耐酸化性が
悪く、摩耗試験中に酸化が進行し、その酸化膜が摩擦に
にり剥離し、そのため耐摩耗性が悪化するためであると
推察される。 次に、実際の耐久性を評価するため、第２表に示す化学
成分の本発明材にてターボチャージャのターボハウジン
グを製作し、ウェストゲートパルプ作動用シャフトのと
ころに通常挿入している焼結金Ｂ９Ｂスリーブを廃止し
たＶＢ造のターボチャージャを製作した。そして実際の
２０００ｃｃガソリンエンジンにて最高回転数を５５０
０ｒｐｍｘ全負荷と、１０００ｒｐｍｘ無負荷とを１０
分サイクルで繰返す繰返し耐久試験を５００時間行りた
。この試験結束では、シャフトに何等損傷もなく良好な
結果が得られた。これはターボハウジングの耐摩耗性お
よび耐酸化性が白土しているためと推察される。 ［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る高シリコン系球状黒鉛
鋳鉄では、炭素、シリコン、クロム、バナジウムをバラ
ンスよく添加し、これによりその組繊を、フェライトと
、フェライト中に分散したバナジウム及びクロムを主体
とする炭窒化物と、フェライト中に分散した球状黒鉛と
、で構成している。このように基地がフェライトである
ため加工性が損われない。そのため、加工性を犠牲する
ことなく高温領域での耐摩耗性及び耐酸化性の双方に優
れている。 従って本発明に係る高シリコン系球状黒鉛鋳鉄によれば
、高温での耐酸化性および耐摩耗性の双方が要求される
エンジン用排気部品、例えばターボチャージャのターボ
ハウジング、エキゾーストマニホールドなどの部品に適
用できる。 第 １ 表 第 ２ 表
第１図は耐酸化試験の試験結果を示すグラフであり、第
２図は耐摩耗性の試験装置を概略的に示す斜視図である
。第３図は耐摩耗試験の結果を示す棒グラフである。 図中１は相手材、２ Ｇ、を試片を示す。
２図は耐摩耗性の試験装置を概略的に示す斜視図である
。第３図は耐摩耗試験の結果を示す棒グラフである。 図中１は相手材、２ Ｇ、を試片を示す。
Claims (3)
- （１）重量％で炭素３．０〜４．０％、シリコン３．５
％〜５．０％、マンガン０．５％以下、リン０．１％以
下、イオウ０．０５％以下、マグネシウム０．０２〜０
．０６％、バナジウム０．１〜０．５％、クロム０．０
５〜０．２％、残部鉄および不可避の不純物からなり、 その組織は、フェライトと、該フェライト中に分散した
バナジウム及びクロムを主体とする塊状炭窒化物と、球
状黒鉛と、で構成されていることを特徴とする高温領域
における耐摩耗性及び耐酸化性に優れた球状黒鉛鋳鉄。 - （２）炭窒化物は、平均粒径が１〜２０μ程度である特
許請求の範囲第１項記載の高温領域における耐摩耗性及
び耐酸化性に優れた球状黒鉛鋳鉄。 - （３）ターボチャージャハウジング、エキゾーストマニ
ホールドに用いられる特許請求の範囲第１項記載の高温
領域における耐摩耗性及び耐酸化性に優れた球状黒鉛鋳
鉄。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24493486A JPS63100154A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 耐摩耗性及び耐酸化性に優れた球状黒鉛鋳鉄 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24493486A JPS63100154A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 耐摩耗性及び耐酸化性に優れた球状黒鉛鋳鉄 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63100154A true JPS63100154A (ja) | 1988-05-02 |
Family
ID=17126137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24493486A Pending JPS63100154A (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | 耐摩耗性及び耐酸化性に優れた球状黒鉛鋳鉄 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63100154A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03146637A (ja) * | 1989-11-01 | 1991-06-21 | Kusaka Reametaru Kenkyusho:Kk | 鋳鉄及びその改質方法 |
| WO2010070949A1 (ja) * | 2008-12-18 | 2010-06-24 | 三菱重工業株式会社 | 球状黒鉛鋳鉄 |
| CN102703797A (zh) * | 2012-05-11 | 2012-10-03 | 贵州尚铂科技有限公司 | 一种推台锯铁合金滑动架 |
| DE10252240C5 (de) * | 2001-05-16 | 2019-04-18 | Aisin Takaoka Co., Ltd. | Kugelgraphitguss auf Ferritbasis und Verwendung desselben in einer Abgasanlage |
| CN112609123A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-06 | 王翔 | 一种耐磨弯管材料的制备工艺 |
-
1986
- 1986-10-15 JP JP24493486A patent/JPS63100154A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03146637A (ja) * | 1989-11-01 | 1991-06-21 | Kusaka Reametaru Kenkyusho:Kk | 鋳鉄及びその改質方法 |
| DE10252240C5 (de) * | 2001-05-16 | 2019-04-18 | Aisin Takaoka Co., Ltd. | Kugelgraphitguss auf Ferritbasis und Verwendung desselben in einer Abgasanlage |
| WO2010070949A1 (ja) * | 2008-12-18 | 2010-06-24 | 三菱重工業株式会社 | 球状黒鉛鋳鉄 |
| JP2010144216A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 球状黒鉛鋳鉄 |
| EP2377960B1 (en) | 2008-12-18 | 2018-09-26 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Spheroidal graphite cast iron |
| CN102703797A (zh) * | 2012-05-11 | 2012-10-03 | 贵州尚铂科技有限公司 | 一种推台锯铁合金滑动架 |
| CN112609123A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-06 | 王翔 | 一种耐磨弯管材料的制备工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101373488B1 (ko) | 구상 흑연 주철 | |
| JP3936849B2 (ja) | フェライト系球状黒鉛鋳鉄及びこれを用いた排気系部品 | |
| JP2014511942A (ja) | 鋳鉄合金およびそれによって製造された排気部品 | |
| EP0257769B1 (en) | High temperature bushing alloy | |
| JPS63100154A (ja) | 耐摩耗性及び耐酸化性に優れた球状黒鉛鋳鉄 | |
| CN113088829A (zh) | 汽车涡轮壳及排气管用铁素体系耐热钢及其制备方法 | |
| JPH0672294B2 (ja) | ステンレス鋼鋳造合金およびその製造方法 | |
| KR101845761B1 (ko) | 배기계용 페라이트계 구상흑연주철 | |
| JPS6372850A (ja) | 耐摩耗性及び耐酸化性に優れた球状黒鉛鋳鉄 | |
| EP0109040B1 (en) | Heat-resisting spheroidal graphite cast iron | |
| KR20030055751A (ko) | 고온 내산화성을 갖는 내열구상흑연주철 | |
| US5259887A (en) | Heat-resistant, ferritic cast steel, exhaust equipment member made thereof | |
| JP3332189B2 (ja) | 鋳造性の優れたフェライト系耐熱鋳鋼 | |
| Park et al. | Development of a heat resistant cast iron alloy for engine exhaust manifolds | |
| KR101438825B1 (ko) | 페라이트계 구상흑연 주철재 | |
| JP2002371335A (ja) | 耐酸化性に優れた排気系部品用の耐熱球状黒鉛鋳鉄 | |
| CN113897534B (zh) | 一种韧性和高温性能优异的球墨铸铁及其应用 | |
| JPH01108349A (ja) | 高温耐摩耗性に優れた焼結合金 | |
| JPH0359967B2 (ja) | ||
| JPH09111394A (ja) | 耐熱球状黒鉛鋳鉄 | |
| JPH06322475A (ja) | 排気系部品及びその製造方法 | |
| JPS62142745A (ja) | 耐熱性球状黒鉛鋳鉄 | |
| JP2018154863A (ja) | 球状黒鉛鋳鉄及び排気系部品 | |
| KR20100007090A (ko) | 페라이트계 구상흑연주철 | |
| JPH06322473A (ja) | 鋳造用鉄合金及びその製造方法 |