JPH03219014A - 制振性の優れた鋳鉄クラッド鋼材の製造方法 - Google Patents

制振性の優れた鋳鉄クラッド鋼材の製造方法

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JPH03219014A
JPH03219014A JP28927390A JP28927390A JPH03219014A JP H03219014 A JPH03219014 A JP H03219014A JP 28927390 A JP28927390 A JP 28927390A JP 28927390 A JP28927390 A JP 28927390A JP H03219014 A JPH03219014 A JP H03219014A
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JP
Japan
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cast iron
steel
rolling
vibration damping
damping properties
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JP28927390A
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Kazuomi Toyoda
豊田 和臣
Toshiaki Haji
土師 利昭
Kazuhisa Kurihara
栗原 一久
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/38Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (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】 [産業上の利用分野] 本発明は振動・騒音を抑制する制振性に優れ、さらに溶
接性・成形加工性も優れた鋳鉄クラッド鋼材を製造する
方法に関するものである。
[従来の技術] 近年、鉄鋼材料の高付加価値化が研究され、その一つと
して鋳鉄と鉄鋼材料を組み合わせた鋳鉄クラッド鋼材が
開発されている。
つまり、鋳鉄の特性である耐腐食性・制振性・耐摩耗性
等の性質と鉄鋼材料の特性である高強度・高靭性・溶接
性・良加工性といった性能の幾つかを合わせ持つ鋳鉄ク
ラッド鋼材及びその製造方法が開発されている。例えば
、 ■鋼と鋳鉄のクラッドを950〜1100℃に加熱して
800℃以上で圧延を行う特開昭61−245985号
公報に記載の強度・靭性の良好なりランド鋼の製造法。
■Cχ+Siz/3≧3,0χである鋳鉄を両側から鋼
板で挟み込み、片側の鋼板の厚さが全厚比で5z以上と
した特開昭62−6983号公報に記載の振動減衰特性
の優れた複合鋼板。
■鋼板を芯材とし、少なくともその片面に鋳鉄板を接合
させた特開昭63−230332号公報に記載の耐食性
、靭性に優れた鋳鉄クラッド鋼板。
■球状黒鉛鋳鉄(JIS G 5502)を芯材として
鋼材を表裏面の合わせ材とし、熱間にて圧延圧着する特
開昭62−164531号公報に記載の制振性に優れた
鋳鉄クラッド板。
等が開示されている。
[発明が解決しようとする課題] 前記■の方法は強度・靭性の良好なりラッド鋼板の製造
方法を目的とし、制振性の付与を目的としたものではな
い。また、前記■の複合鋼板は、普通鋳鉄と鋼材よりな
るクラッドについては本文中に明記されているように圧
下比8.3の熱延板のみで、内耗値ロー’=0.8 X
l0−”〜3 Xl0−’程度であり、普通鋼板単体に
比べ高々10倍程度で片状黒鉛鋳鉄(JISG5501
)単体の内耗値Ω−1≧15X10−”に比べてもかな
り制振性が劣り、実用性に乏しい。
前記■の鋳鉄クラッド鋼板は耐食性、靭性の優れたもの
であるが、制振性については■と同様に目的としていな
い。
また、前記■の鋳鉄クラッド板は球状黒鉛鋳鉄を芯材と
するもので、該球状黒鉛鋳鉄より制振性が優れた片状黒
鉛鋳鉄(鼠鋳鉄とも積す)(例えば杉本孝−二鉄と鋼、
14(1974)、p、127))の使用については全
く記載がない。
本発明は以上に説明した従来技術を背景とする実状から
、 ■ 片状黒鉛鋳鉄と鋼材のクラッドによる制振性の良好
な鋳鉄クラッド鋼材の製造方法の確立。
■ 鋳鉄の割れ或いは眉間剥離の生じない圧延方法の確
立。
■ 前後・左右端部の割れを生じない圧延方法の確立。
等を達成した制振性の良好な鋳鉄クラッド鋼材の製造方
法の提供を課題とするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は上記の目的を達成するために、(1)  片状
黒鉛鋳鉄と鋼材を積層して構成した複合鉄鋼片を900
〜1140℃の温度範囲に加熱した後、仕上温度750
℃以上で圧下率15〜50%の圧延を行うことを特徴と
する制振性の優れた鋳鉄クラッド鋼材の製造方法を第1
の手段とし、 (2)厚み比率が70%以上の片状黒鉛鋳鉄の表裏に鋼
材を積層して構成した複合鉄鋼片を900〜1140℃
の温度範囲に加熱した後、仕上温度750“C以上で圧
下率15〜50%の圧延を行うことを特徴とする制振性
の優れた鋳鉄クラッド鋼材の製造方法を第2の手段とし
、 (3)厚み比率が70%以上の片状黒鉛鋳鉄の表裏に鋼
材を積層して積層鋼材とし、該積層鋼材の前後・左右端
部を前記鋼材で被覆し、該鋼材間を溶接して複合鉄鋼片
とし、該複合鉄鋼片を900〜1140℃の温度範囲に
加熱した後、仕上温度750℃以上で圧下率15〜50
%の圧延を行うことを特徴とする制振性の優れた鋳鉄ク
ラッド鋼材の製造方法を第3の手段とする。
[作用] 上記手段を確立するに至った各作用について、本発明者
等の実験・検討で得た各知見を基に以下に説明する。
鋼材の成分は特定の必要はないが、鋳鉄の成形加工性、
溶接性、靭性等を補完するため、それ自体前記の各特性
の優れた鋼材を利用することが望ましく、また、耐食性
、美観等を得るためにステンレス鋼を使用することは本
発明の実施に支障がないことを知見した。
また、鋳鉄に高い制振性を分担させるため、鋳鉄の中で
最も制振性の高い片状黒鉛鋳鉄を使用する必要があり、
また複合鉄鋼片を作るには、例えば鋳込みを利用し、連
続鋳造スラブ内や鋼塊鋳型内で溶鉄を注入して鋳ぐるみ
を行う方法、鉄鋼片の段階で積層した後、周囲を溶接す
る方法、さらには爆着法、サブマージアーク溶接やエレ
クトロガス、エレクトロスラグ溶接等の溶接手段を用い
て帯状電極による肉盛方法等多くの方法が用いられるこ
とを知得した。
また、選択する鋼の化学成分と複合鉄鋼片の寸法、厚み
、厚み一比を考慮して選択すれば、片状黒鉛鋳鉄と鋼材
の厚み比は圧延後、その比がそのまま保存されるので最
終製品の用途と目的に応じて予め両者の厚み比を決めて
おく必要があることを知得した。
本発明者等は以上の検討の結果、制振性、耐腐食性に優
れた片状黒鉛鋳鉄と靭性・溶接性・成形加工性に優れた
鋼材をその用途に応じて、表裏2層、あるいは鋳鉄・鋼
材の何れか1層を中間層に配置した3層積層の鋳鉄クラ
ッド鋼材を適切な圧延条件で圧延することにより、制振
性、成形加工性の優れた鋳鉄クラッド鋼材が得られるこ
とを見出した。
この時用いた材料の化学成分を第1表に示す。
本発明者等は、第1表に示す片状黒鉛鋳鉄Aと普通鋼B
を用いてA−82層(各10mm、計20mm)、A−
B−A及びB−A−8の3層(各10m1Il、計30
++m)の複合鉄鋼片を作成し、低コストで制振性が高
く、しかも溶接性・靭性の良好な鋳鉄クラッド鋼材の製
造条件を確立する実験、検討をさらに重ねた。
第 1 表(重量%) (注) A鋼:片状黒鉛鋳鉄 B鋼:構造用鋼 その結果、該複合鋼片の加熱温度は、■片状黒鉛鋳鉄の
融点がほぼ1150℃であり、■片状黒鉛鋳鉄は900
℃未満の加熱温度では変形抵抗が増大して圧延中に割れ
が発生しやすく、加熱温度を900℃〜1140℃にす
る必要があることを見出した。
また仕上げ温度は750℃以上なければ、圧延温度の低
下に伴い割れが発生することを知見した。
これ等の知見を基に、複合鋼片を1100″Cに加熱後
種々の圧下率で圧延を行った。
試験結果を第1図、第2図に示す。
本発明者等はこれ等の図から50%以下の圧下率におい
て、損失係数ηが0.02以上(内耗率Q−1≧0.0
2) 、vE)≧IQI(gf  −a+(10m+s
フルサイズシ+7L/ピー試験片)と制振性、靭性共に
良好な鋳鉄クラッド鋼材が得られる事を知得した。
尚、普通鋼の損失係数ηは0.001であった。
損失係数ηは材料に振動を励起させた後、自由減衰させ
る際の1サイクル当たりの振動エネルギーS衰率を2π
(π:円周率)で割った値として定義され、内耗値g−
1と等しい値である。
圧下率が50χを超えると、鋳鉄内のグラファイトと地
鉄の界面が大きく剥離するばかりでなく、地鉄に割れを
生じ、靭性、制振性共に劣化することが判明した。
又、実用に供し得る制振鋼板としては、損失係数ηが少
なくとも普通鋼板の20倍程度以上必要とみられる。
鋳鉄クラッド鋼板に於いて、この様な高い制振性を得る
ために、本発明者等は種々の実験・検討の結果第3図を
得た。
本発明者等は、この図から鋳鉄の中で最も制振性の高い
片状黒鉛鋳鉄を使用し、片状黒鉛鋳鉄の厚み比を70χ
以上に高めると、損失係数ηは概ね0.03以上(普通
鋼板の損失係数η−0,001に対して約30倍以上)
が得られることを知得した。
また片状黒鉛鋳鉄は圧延による割れが生じ易いが、本発
明者等の実験・検討によると、鋳造段階での鋳ぐるみ法
、鉄鋼片段階で積層しての爆着、或いは周囲を溶接する
方法等の他、第4図(1)(2)(3)(4)に示す如
く、表裏層の綱板2の端部を中間層を形成する鋳鉄厚み
相当の範囲で、前後及び左右に折り曲げて、片状黒鉛鋳
鉄lを被覆した後、表裏両鋼板2を溶接して複合鉄鋼片
とし、圧下率15%以上5oz以下の圧延を行うと、第
5図に示す如く圧着不良或いは端部割れが抑制出来るこ
とを知見した。
また、この方法によれば圧延方向頭部及び連部で圧下刃
が急激に変化することから生じやすい層間剥離現象も改
善され、完全圧着に必要な最小圧下率も小さくすること
が出来ることを知見した。
前記の複合鋳鉄鋼片製作方法の併用によれば、圧下率1
5〜50Zで完全な圧着と端部割れの無い制振鋳鉄クラ
ッド鋼板が得られることを知得した。
また圧延後、靭性向上や強度上昇のために行う加速冷却
、及び焼串、焼鈍、焼入れ焼戻しなど、製品の使用用途
上の重要な機械的性質の安定と確保等のために行う圧延
後の熱処理、さらには積層作業前の鋳鉄の処理等は、共
に本発明の作用・効果の形成を助長こそすれ妨げること
がないので活用できることを見出した。
上記した各知見を得たことにより、本発明者等は、片状
黒鉛鋳鉄を用いて制振性に優れた鋳鉄クラッド鋼材を経
済的に製造する方法を確立して本発明の課題を達成した
のである。
[実施例] 第2表に本発明例と比較例に用いた供試鋳鉄と鋼板の化
学成分を、第3表にそれぞれの鋼材の製造条件と得られ
た特性を示す。圧延後、数種のものについては加速冷却
、加速冷却焼戻し、再加熱焼入れ焼戻しを行った。
表に明らかな如く、本発明例の調香1〜17は制振性の
良好な鋳鉄クラッド鋼材が得られた。
又、本発明の第2及び第3の手段に係る例である調香1
2〜17は、より優れた制振性が得られた。
尚、本発明の第3の手段の例である調香15〜17は圧
延に於ける積層鋼材の前後・左右端部の割れが皆無とな
り、当該割れ部の切断除去による歩留り低下を避けるこ
とが出来た。
これらの本発明例に対し、圧下率が本発明の範囲の上限
を外れた比較例の調香19,23,26,27.32は
鋳鉄に割れが発生し、下限を外れた比較例の調香33は
圧着不良による眉間剥離が生じて健全な鋼材が得られな
かった。
また、仕上げ温度が本発明の範囲を満足していない比較
例の調香20,22.25.31は、鋳鉄に割れが発生
した。
加熱温度が本発明の範囲の上限を超えている比較例の調
香18,24.30は鋳鉄が溶融し、健全な圧着面を保
ったクラッド鋼材が得られなかった。
また、加熱温度が本発明の範囲の下限を下回る比較例の
調香21,28.29は鋳鉄に割れが発生した。
更に、本発明に於いて限定した片状黒鉛鋳鉄を使用せず
に、球状黒鉛鋳鉄を用いた比較例の調香34は損失係数
η0.011と制振性が劣った。
これらの実施例で明らかな如く、片状黒鉛鋳鉄と鋼材か
ら成る複合鉄鋼片を900〜1140℃の温度範囲に、
加熱した後、仕上温度750℃以上で圧下率15〜50
%の圧延を行うことにより制振性の優れた鋳鉄クラッド
鋼材を得ることが出来た。
又、制振性即ち損失係数ηの必要レベルは鋼材の使用目
的に応じて多少異なるが、本発明に於ける鋳鉄厚み比を
70z以上とすることによって、より高いη≧0.03
の制振性を具備したクラッド鋼板を製造することが出来
た。
更に、鋳鉄と鋼材を積層したままで端面を溶接した複合
鉄鋼片を圧延した場合は、鋼材の前後・左右端部に割れ
を生じやすい為に、その割れ発生部分を切断して除去す
ることが必要であるが、本発明に係る鋼材による端部被
覆を行うことによりその弊害が避けられ、経済性に冨ん
だ製造方法が得られた。
[発明の効果] 上記の如く本発明によると、片状黒鉛鋳鉄と普通鋼又は
特殊鋼よりなる制振性に優れ、しかも靭性、溶接性に優
れた鋳鉄クラッド鋼材をコスト低く、生産性良く製造で
き、広く提供が可能となるので、静粛な生活環境の構築
に携わる産業分野にもたらす効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の鋳鉄クラッド鋼材の制振性と圧下率の
関係を示し、第2図は本発明の鋳鉄クラッド鋼材の靭性
と圧下率の関係を示し、第3図は本発明の鋳鉄クラッド
鋼板の鋳鉄厚み比と損失係数ηの関係を示し、第4図は
本発明における鋼板による片状黒鉛鋳鉄の被覆状態を示
す断面図、第5図は本発明の鋳鉄クラッド鋼板の圧下率
と圧延割れ発生の関係を複合鉄鋼片の製造方法との関連
で示す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)片状黒鉛鋳鉄と鋼材を積層して構成した複合鉄鋼
    片を900〜1140℃の温度範囲に加熱した後、仕上
    温度750℃以上で圧下率15〜50%の圧延を行うこ
    とを特徴とする制振性の優れた鋳鉄クラッド鋼材の製造
    方法。
  2. (2)厚み比率が70%以上の片状黒鉛鋳鉄の表裏に鋼
    材を積層して構成した複合鉄鋼片を900〜1140℃
    の温度範囲に加熱した後、仕上温度750℃以上で圧下
    率15〜50%の圧延を行うことを特徴とする制振性の
    優れた鋳鉄クラッド鋼材の製造方法。
  3. (3)厚み比率が70%以上の片状黒鉛鋳鉄の表裏に鋼
    材を積層して積層鋼材とし、該積層鋼材の前後・左右端
    部を前記鋼材で被覆し、該鋼材間を溶接して複合鉄鋼片
    とし、該複合鉄鋼片を900〜1140℃の温度範囲に
    加熱した後、仕上温度750℃以上で圧下率15〜50
    %の圧延を行うことを特徴とする制振性の優れた鋳鉄ク
    ラッド鋼材の製造方法。
JP28927390A 1989-10-31 1990-10-25 制振性の優れた鋳鉄クラッド鋼材の製造方法 Pending JPH03219014A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008078472A1 (ja) * 2006-12-27 2008-07-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 鉄系複合材料及び鉄系複合材料の製造方法

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