JPH06128681A - Fe基耐熱合金製ディーゼルエンジン用副燃焼室口金 - Google Patents

Fe基耐熱合金製ディーゼルエンジン用副燃焼室口金

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JPH06128681A
JPH06128681A JP4264360A JP26436092A JPH06128681A JP H06128681 A JPH06128681 A JP H06128681A JP 4264360 A JP4264360 A JP 4264360A JP 26436092 A JP26436092 A JP 26436092A JP H06128681 A JPH06128681 A JP H06128681A
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JP
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combustion chamber
resistant alloy
based heat
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diesel engines
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Application number
JP4264360A
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English (en)
Inventor
Akira Mihashi
章 三橋
Keiji Wada
慶司 和田
Tateaki Sahira
健彰 佐平
Joji Matsumoto
▲譲▼二 松本
Saburo Wakita
三郎 脇田
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C30/00Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B19/00Engines characterised by precombustion chambers
    • F02B19/10Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder
    • F02B19/1004Engines characterised by precombustion chambers with fuel introduced partly into pre-combustion chamber, and partly into cylinder details of combustion chamber, e.g. mounting arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた高温耐酸化性および耐熱衝撃性に優れ
たディーゼルエンジン用副燃焼室口金を提供する。 【構成】 重量%で、Cr:28〜33%、
Ni:26〜32%、Co:2〜10%、
Nb:0.1〜1%、Mn:0.1〜1.5%、
Si:0.1〜1.5%、C:0.02〜0.5
%、 N:0.05〜0.5%、を含有し、さら
に必要に応じ、 W:1〜5%を含有し、残部がFeおよび不可避不純物
からなる組成を有するFe基耐熱合金で作製されたディ
ーゼルエンジン用副燃焼室口金。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、優れた高温耐酸化性
を有し、かつ耐熱衝撃性にも優れたディーゼルエンジン
用副燃焼室口金に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、ディーゼルエンジンの副燃焼室
には図1に示されるような口金1が設けられており、こ
の口金1は耐熱衝撃性および高温耐酸化性が要求されて
いる。図1は、ディーゼルエンジン副燃焼室の一部断面
図であり、図1において、2はインジェクションノズ
ル、3はグロープラグ、4はシリンダーブロック、5は
ピストンを示す。図1に示されるような口金1は、通
常、重量%で(以下、%は重量%を示す)、Ni−20
%Cr−2.4%Ti−1.2%Al−0.12%Cの
代表組成を有するNi基耐熱合金で作製されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ディーゼルエ
ンジンのコストダウンに対する要求は厳しく、さらに、
高性能化に伴って副燃焼室に取り付けられる口金は、な
お一層の高温耐酸化性および耐熱衝撃性が要求されれて
おり、従来の前記Ni基耐熱合金で作製された副燃焼室
口金では高価であるためにコストダウンに対する要求に
十分に対応することができないとともに十分な高温特性
は得られなかった。
【0004】
【課題を解決する手段】そこで本発明者らは、鋭意研究
の結果、Cr:28〜33%、 Ni:26
〜32%、Co:2〜10%、 Nb:
0.1〜1%、Mn:0.1〜1.5%、 S
i:0.1〜1.5%、C:0.02〜0.5%、
N:0.05〜0.5%、を含有し、さらに必要に
応じ、 W:1〜5%を含有し、残部がFeおよび不可避不純物
からなる組成を有するFe基耐熱合金で作製されたディ
ーゼルエンジン用副燃焼室口金は、従来よりも安価であ
り、しかも高温耐酸化性および耐熱衝撃性に優れている
という知見を得たのである。
【0005】この発明は、かかる知見に基づいてなされ
たものであって、以下に、この発明のFe基耐熱合金製
ディーゼルエンジン用副燃焼室口金の合金組成の各元素
の限定理由について詳述する。
【0006】Cr:Cr成分には、オーステナイト素地
に固溶してFe基耐熱合金製ディーゼルエンジン用副燃
焼室口金の高温耐酸化性を著しく向上させる作用がある
が、その含有量が28%未満ではその効果は少なく、一
方、33%を越えて含有すると高温強度および靭性が急
激に低下するので好ましくない。したがって、この発明
のディーゼルエンジン用副燃焼室口金を作製するための
Fe基耐熱合金に含まれるCr含有量は、28〜33%
と定めた。
【0007】Ni:Ni成分には、オーステナイト素地
を安定化してFe基耐熱合金製ディーゼルエンジン用副
燃焼室口金の常温および高温強度を向上させ、さらに高
温耐酸化性を著しく向上させる作用があるが、その含有
量が26%未満ではその効果は少なく、一方、32%を
越えて含有するとCrを低く押さえなければならなくな
り、高温高温耐酸化性を確保することが困難となるので
好ましくない。したがって、この発明のディーゼルエン
ジン用副燃焼室口金を作製するためのFe基耐熱合金に
含まれるNi含有量は、26〜32%と定めた。
【0008】Co:Co成分には、オーステナイト素地
に固溶してFe基耐熱合金製ディーゼルエンジン用副燃
焼室口金の高温強度および高温耐酸化性を著しく向上さ
せ、さらに加熱冷却時の割れ発生を防止する作用がある
が、その含有量が2%未満ではその効果は少なく、一
方、10%を越えて含有してもより一層の向上効果がえ
られず、経済性を考慮して、この発明のディーゼルエン
ジン用副燃焼室口金を作製するためのFe基耐熱合金に
含まれるCo含有量を2〜10%と定めた。
【0009】Nb:Nbは、MC型の炭化物を形成して
結晶粒界および粒内を強化する作用があるが、その量は
0.1%以上であることが必要であり、一方、1%を越
えて多量に添加し過ぎると靭性を阻害するために好まし
くない。したがって、この発明のFe基耐熱合金製ディ
ーゼルエンジン用副燃焼室口金に含まれるNb含有量
は、0.1〜1%と定めた。
【0010】Mn:Mnは、溶解時の脱酸作用を有する
と共にオーステナイト相を安定化させ、σ相の析出を防
止することにより伸びを向上させるに必要な元素である
が、その含有量が0.1%未満では所望の効果が得られ
ず、一方、1.5%よりも多量に添加し過ぎると靭性を
阻害する。従って、この発明のFe基耐熱合金製ディー
ゼルエンジン用副燃焼室口金に含まれるMn含有量は、
0.1〜1.5%に定めた。
【0011】Si:Siは、溶解時の脱酸作用を有する
と共に鋳造性を上昇させる作用があるが、その含有量が
0.1%未満では不十分であり、一方、1.5%を越え
て添加し過ぎると有害相の析出による靭性を阻害するの
でこの発明のFe基耐熱合金製ディーゼルエンジン用副
燃焼室口金に含まれるSi含有量は、0.1〜1.5%
に定めた。
【0012】W:Wは、必要に応じて添加して、合金を
強化する作用を有するが、その含有量が1%未満では所
望の効果が得られず、一方、5%を越えて含有させると
高温強度および高温耐酸化性を著しく劣化させるので好
ましくない。したがって、この発明のFe基耐熱合金製
ディーゼルエンジン用副燃焼室口金に含まれるWは1〜
5%に定めた。
【0013】C:Cは、脱酸剤として添加される元素で
あるが、0.02%未満添加しても所望の効果が得られ
ず、一方、0.5%をを越えて添加し過ぎると靭性が低
下するので好ましくない。したがって、この発明のFe
基耐熱合金製ディーゼルエンジン用副燃焼室口金に含ま
れるCは0.02〜0.5%に定めた。
【0014】N Nは、オーステナイト相を安定化させとともに素地を固
溶強化しするに必要な元素であるが、その含有量が0.
05%未満では所望の効果が得られず、一方、0.5%
よりも多量に添加し過ぎると窒化物が析出して靭性を阻
害する。従って、この発明のFe基耐熱合金製ディーゼ
ルエンジン用副燃焼室口金に含まれるN含有量は、0.
05〜0.5%に定めた。
【0015】
【実施例】表1〜表4に示される成分組成を有するFe
基耐熱合金を真空溶解し、得られた溶湯をロストワック
ス精密鋳造法にて鋳型に鋳込み、図1の1に示される形
状を有し、直径:30mm、厚さ:20mmの寸法を持っ
た本発明Fe基耐熱合金製ディーゼルエンジン用副燃焼
室口金(以下、本発明口金という)1〜22、比較Fe
基耐熱合金製ディーゼルエンジン用副燃焼室口金(以
下、比較口金という)1〜14および従来Fe基耐熱合
金製ディーゼルエンジン用副燃焼室口金(以下、従来口
金という)を作製した。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】
【表4】
【0020】これら本発明口金1〜22、比較口金1〜
14および従来口金について、下記の高温耐酸化性試験
および耐熱衝撃試験を実施し、それらの試験結果を表5
〜表7に示した。
【0021】高温耐酸化性試験 図1の1に示される形状を有し、直径:30mm、厚さ:
20mmの寸法を持った本発明口金1〜22、比較口金
1〜14および従来口金を試験片とし、それぞれ硫化水
素ガスを含む温度900℃の天然ガス火炎中に300時
間保持したのち試験片表面に形成されたスケールを除去
し、口金の重量減少(mg)を測定し、口金の高温耐酸
化性を評価した。
【0022】耐熱衝撃試験 前記本発明口金1〜22、比較口金1〜14および従来
口金を試験片とし、それぞれ1分間プロパンガスバーナ
ーで加熱した後水冷を1サイクルとしてこれを繰り返
し、20サイクル毎に割れをチェックして割れが3mm
に到達する回数を測定し、口金の耐熱衝撃性を評価し
た。
【0023】
【表5】
【0024】
【表6】
【0025】
【表7】
【0026】
【表8】
【0027】
【発明の効果】表1〜表7に示される結果から、本発明
口金1〜22は、従来口金と比べて、高温耐酸化性およ
び耐熱衝撃性が優れていることがわかる。しかし、この
発明の条件から外れている成分組成を有する比較口金
(この発明の条件から外れている成分組成に*印を付し
て示す)1〜14は、高温耐酸化性および耐熱衝撃性の
うちのいずれかの特性が低下することが分かる。
【0028】上述のように、この発明のFe基耐熱合金
製ディーゼルエンジン用副燃焼室口金は、高温強度だけ
でなく、高温耐酸化性および耐熱衝撃性がともに優れて
おり、ディーゼルエンジンの性能向上に大いに貢献し得
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】ディーゼルエンジンの副燃焼室に口金を取り付
けた状態を示す断面説明図である。
【符号の説明】
1 口金、 2 インジェクショ
ンノズル 3 グロープラグ 4 シリンダーブロ
ック 5 ピストン
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年12月10日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項2】 重量%で、 Cr:28〜33%、 Ni:26〜32
%、 Co:2〜10%、 Nb:0.1〜1
%、 Mn:0.1〜1.5%、 Si:0.1〜1.
5%、 C:0.02〜0.5%、 N:0.05〜0.
5%、 を含有し、さらに、 W:1〜5%を含有し、残部がFeおよび不可避不純物
からなる組成を有するFe基耐熱合金からなることを特
徴とする、Fe基耐熱合金製ディーゼルエンジン用副
焼室口金。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年12月6日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0027
【補正方法】変更
【補正内容】
【0027】
【発明の効果】表1〜表7に示される結果から、本発明
口金1〜22は、従来口金と比べて、高温耐酸化性およ
び耐熱衝撃性が優れていることがわかる。しかし、この
発明の条件から外れている成分組成を有する比較口金
(この発明の条件から外れている成分組成に*印を付し
て示す)1〜14は、高温耐酸化性および耐熱衝撃性の
うちのいずれかの特性が低下することが分かる。なお、
上記実施例では口金を溶解鋳造により製造した場合につ
いて述べたが、この発明のFe基耐熱合金溶湯をガスア
トマイズ法などにより粉末、望ましくは5〜100μm
の範囲内の平均粒径を有する粉末とし、この粉末を原料
として用い、たとえばメタルインジェクションモールデ
ィング(金属射出成形)法やプレス成形法などにより所
定の口金形状を持った成形体とし、これをたとえばアン
モニア分解ガス中1000〜1200℃の温度で焼結す
ることによって製造しても同等に優れた結果が得られ
た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 ▲譲▼二 埼玉県桶川市上日出谷1230 三菱マテリア ル株式会社桶川第二製作所内 (72)発明者 脇田 三郎 埼玉県桶川市上日出谷1230 三菱マテリア ル株式会社桶川第二製作所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 Cr:28〜33%、 Ni:26〜32
    %、 Co:2〜10%、 Nb:0.1〜1
    %、 Mn:0.1〜1.5%、 Si:0.1〜1.
    5%、 C:0.02〜0.5%、 N:0.05〜0.
    5%、 を含有し、残部がFeおよび不可避不純物からなる組成
    を有するFe基耐熱合金からなることを特徴とする、F
    e基耐熱合金製ディーゼルエンジン用製副燃焼室口金。
  2. 【請求項2】 重量%で、 Cr:28〜33%、 Ni:26〜32
    %、 Co:2〜10%、 Nb:0.1〜1
    %、 Mn:0.1〜1.5%、 Si:0.1〜1.
    5%、 C:0.02〜0.5%、 N:0.05〜0.
    5%、 を含有し、さらに、 W:1〜5%を含有し、残部がFeおよび不可避不純物
    からなる組成を有するFe基耐熱合金からなることを特
    徴とする、Fe基耐熱合金製ディーゼルエンジン用製副
    燃焼室口金。
JP4264360A 1992-09-07 1992-09-07 Fe基耐熱合金製ディーゼルエンジン用副燃焼室口金 Pending JPH06128681A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4264360A JPH06128681A (ja) 1992-09-07 1992-09-07 Fe基耐熱合金製ディーゼルエンジン用副燃焼室口金
PCT/JP1993/001258 WO1994005821A1 (fr) 1992-09-07 1993-09-07 Gaine de prechambre pour moteur diesel realisee en alliage de fer resistant a la chaleur
GB9407844A GB2275689B (en) 1992-09-07 1993-09-07 Diesel engine pre-combustion chamber
DE4394318T DE4394318T1 (de) 1992-09-07 1993-09-07 Vorverbrennungskammerblock für Dieselmotoren aus einer hitzebeständigen Legierung auf FE-Basis
DE4394318A DE4394318C2 (de) 1992-09-07 1993-09-07 Verwendung einer hitzebeständigen Legierung auf FE-Basis zur Herstellung eines Vorverbrennungskammerblocks für Dieselmotoren

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ID=17402079

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DE (2) DE4394318T1 (ja)
GB (1) GB2275689B (ja)
WO (1) WO1994005821A1 (ja)

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JPS5040099B1 (ja) * 1971-03-09 1975-12-22
JPS5343883B2 (ja) * 1972-06-20 1978-11-24
JPS5423330B2 (ja) * 1973-01-29 1979-08-13
JPS5147407B2 (ja) * 1973-03-22 1976-12-15
JPS5343370B2 (ja) * 1973-12-10 1978-11-18
JPS5597457A (en) * 1979-01-17 1980-07-24 Hitachi Metals Ltd Fe-ni-cr based heat resistant cast steel with excellent anti-heat check property
JPS5554553A (en) * 1979-07-17 1980-04-21 Mitsubishi Metal Corp High temperature corrosion and oxidation resistant, high strength alloy

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Publication number Publication date
DE4394318T1 (de) 1994-11-10
DE4394318C2 (de) 1996-11-21
GB9407844D0 (en) 1994-06-29
GB2275689A (en) 1994-09-07
GB2275689B (en) 1995-08-09
WO1994005821A1 (fr) 1994-03-17

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