JPH09118962A - エキゾーストマニホールド - Google Patents
エキゾーストマニホールドInfo
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- JPH09118962A JPH09118962A JP27759595A JP27759595A JPH09118962A JP H09118962 A JPH09118962 A JP H09118962A JP 27759595 A JP27759595 A JP 27759595A JP 27759595 A JP27759595 A JP 27759595A JP H09118962 A JPH09118962 A JP H09118962A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温強度および耐熱疲労特性に優れたエキゾ
ーストマニホールドを提供する。 【解決手段】Ｃｒ：１６〜２０％、Ｍｏ：０．４〜２．
４％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０
％、Ｎｂ：０．３〜２．１％、Ｔａ：０．１〜２．２
％、Ｚｒ：０．００２〜０．１％、Ｃ：０．０６〜０．
２％、Ｎ：０．０５〜０．１５％を含有し、さらに必要
に応じて下記（ａ）〜（ｃ）のうちの１種または２種以
上を含有するフェライト系耐熱鋳鋼で構成されている。 （ａ） Ｎｉ，Ｗ，Ｃｏの内の１種または２種以上を合
計で０．２〜２．５％、 （ｂ） Ｂ：０．００２〜０．０５％、 （ｃ） Ａｌ，Ｃｕの内の１種または２種を合計で０．
１〜２．５％。
ーストマニホールドを提供する。 【解決手段】Ｃｒ：１６〜２０％、Ｍｏ：０．４〜２．
４％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０
％、Ｎｂ：０．３〜２．１％、Ｔａ：０．１〜２．２
％、Ｚｒ：０．００２〜０．１％、Ｃ：０．０６〜０．
２％、Ｎ：０．０５〜０．１５％を含有し、さらに必要
に応じて下記（ａ）〜（ｃ）のうちの１種または２種以
上を含有するフェライト系耐熱鋳鋼で構成されている。 （ａ） Ｎｉ，Ｗ，Ｃｏの内の１種または２種以上を合
計で０．２〜２．５％、 （ｂ） Ｂ：０．００２〜０．０５％、 （ｃ） Ａｌ，Ｃｕの内の１種または２種を合計で０．
１〜２．５％。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンの排気
系部品である高温強度および耐熱疲労特性に優れたフェ
ライト系耐熱鋳鋼製エキゾーストマニホールドに関する
ものである。
系部品である高温強度および耐熱疲労特性に優れたフェ
ライト系耐熱鋳鋼製エキゾーストマニホールドに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、図１の概略斜視図に示されている
ように、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンの排気
系部品の一つであるエキゾーストマニホールド１は、エ
ンジン本体２の外側に取り付けられており、燃焼直後の
高温排気ガスが直接繰り返し接触するところから、耐熱
性のある材料、例えば、ＳＵＳ４３０などのフェライト
系耐熱鋳鋼を用いて作製されている。
ように、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンの排気
系部品の一つであるエキゾーストマニホールド１は、エ
ンジン本体２の外側に取り付けられており、燃焼直後の
高温排気ガスが直接繰り返し接触するところから、耐熱
性のある材料、例えば、ＳＵＳ４３０などのフェライト
系耐熱鋳鋼を用いて作製されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年の内燃機
関の高性能化および高出力化はめざましく、これに伴な
い、燃焼温度は一層高温化し、燃焼直後の高温排気ガス
による加熱とエンジン停止後の冷却との繰り返しによる
温度差が激しくなり、さらに、エキゾーストマニホール
ドは形状が複雑で部位によって肉厚が異なる構造のため
に部位によって結晶粒径にばらつきが生じやすく、その
ため、上記の従来のフェライト系耐熱鋳鋼では、高温強
度などが十分でないとともにエキゾーストマニホールド
の部位による結晶粒径がばらつくことによって耐熱疲労
特性の安定化がはかれず、長期間の使用に十分耐えるこ
とができないなどの課題があった。
関の高性能化および高出力化はめざましく、これに伴な
い、燃焼温度は一層高温化し、燃焼直後の高温排気ガス
による加熱とエンジン停止後の冷却との繰り返しによる
温度差が激しくなり、さらに、エキゾーストマニホール
ドは形状が複雑で部位によって肉厚が異なる構造のため
に部位によって結晶粒径にばらつきが生じやすく、その
ため、上記の従来のフェライト系耐熱鋳鋼では、高温強
度などが十分でないとともにエキゾーストマニホールド
の部位による結晶粒径がばらつくことによって耐熱疲労
特性の安定化がはかれず、長期間の使用に十分耐えるこ
とができないなどの課題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、高温強度および耐熱疲労特性の
一層すぐれたエキゾーストマニホールドを開発すべく研
究を行った結果、重量％で（以下、％は重量％を示
す）、（１）Ｃｒ：１６〜２０％、Ｍｏ：０．４〜２．
４％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０
％、Ｎｂ：０．３〜２．１％、Ｔａ：０．１〜２．２
％、Ｚｒ：０．００２〜０．１％、Ｃ：０．０６〜０．
２％、Ｎ：０．０５〜０．１５％を含有し、残りがＦｅ
および不可避不純物からなる成分組成のフェライト系耐
熱鋳鋼、（２）Ｃｒ：１６〜２０％、Ｍｏ：０．４〜
２．４％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜
２．０％、Ｎｂ：０．３〜２．１％、Ｔａ：０．１〜
２．２％、Ｚｒ：０．００２〜０．１％、Ｃ：０．０６
〜０．２％、Ｎ：０．０５〜０．１５％を含有し、さら
に、Ｎｉ，Ｗ，Ｃｏの内の１種または２種以上を合計で
０．２〜２．５％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不
純物からなる成分組成のフェライト系耐熱鋳鋼，（３）
Ｃｒ：１６〜２０％、Ｍｏ：０．４〜２．４％、Ｓｉ：
０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｂ：
０．３〜２．１％、Ｔａ：０．１〜２．２％，Ｚｒ：
０．００２〜０．１％、Ｃ：０．０６〜０．２％、Ｎ：
０．０５〜０．１５％を含有し、さらに、Ｂ：０．００
２〜０．０５％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純
物からなる成分組成のフェライト系耐熱鋳鋼、（４）Ｃ
ｒ：１６〜２０％、Ｍｏ：０．４〜２．４％、Ｓｉ：
０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｂ：
０．３〜２．１％、Ｔａ：０．１〜２．２％、Ｚｒ：
０．００２〜０．１％、Ｃ：０．０６〜０．２％、Ｎ：
０．０５〜０．１５％を含有し、さらに、Ａｌ，Ｃｕの
内の１種または２種を合計で０．１〜２．５％を含有
し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成の
フェライト系耐熱鋳鋼、（５）Ｃｒ：１６〜２０％、Ｍ
ｏ：０．４〜２．４％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍ
ｎ：０．１〜２．０％、Ｎｂ：０．３〜２．１％、Ｔ
ａ：０．１〜２．２％、Ｚｒ：０．００２〜０．１％、
Ｃ：０．０６〜０．２％、Ｎ：０．０５〜０．１５％を
含有し、さらに、Ｎｉ，Ｗ，Ｃｏの内の１種または２種
以上を合計で０．２〜２．５％を含有し、さらに、Ｂ：
０．００２〜０．０５％を含有し、残りがＦｅおよび不
可避不純物からなる成分組成のフェライト系耐熱鋳鋼、
（６）Ｃｒ：１６〜２０％、Ｍｏ：０．４〜２．４％、
Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎ
ｂ：０．３〜２．１％、Ｔａ：０．１〜２．２％、Ｚ
ｒ：０．００２〜０．１％、Ｃ：０．０６〜０．２％、
Ｎ：０．０５〜０．１５％を含有し、さらに、Ｎｉ，
Ｗ，Ｃｏの内の１種または２種以上を合計で０．２〜
２．５％を含有し、さらに、Ａｌ，Ｃｕの内の１種また
は２種を合計で０．１〜２．５％を含有し、残りがＦｅ
および不可避不純物からなる成分組成のフェライト系耐
熱鋳鋼、（７）Ｃｒ：１６〜２０％、Ｍｏ：０．４〜
２．４％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜
２．０％、Ｎｂ：０．３〜２．１％、Ｔａ：０．１〜
２．２％、Ｚｒ：０．００２〜０．１％、Ｃ：０．０６
〜０．２％、Ｎ：０．０５〜０．１５％を含有し、さら
に、Ｂ：０．００２〜０．０５％を含有し、さらに、Ａ
ｌ，Ｃｕの内の１種または２種を合計で０．１〜２．５
％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる成
分組成のフェライト系耐熱鋳鋼、（８）Ｃｒ：１６〜２
０％、Ｍｏ：０．４〜２．４％、Ｓｉ：０．１〜２．０
％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｂ：０．３〜２．１
％、Ｔａ：０．１〜２．２％、Ｚｒ：０．００２〜０．
１％、Ｃ：０．０６〜０．２％、Ｎ：０．０５〜０．１
５％を含有し、さらに、Ｎｉ，Ｗ，Ｃｏの内の１種また
は２種以上を合計で０．２〜２．５％を含有し、さら
に、Ｂ：０．００２〜０．０５％を含有し、さらに、Ａ
ｌ，Ｃｕの内の１種または２種を合計で０．１〜２．５
％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる成
分組成のフェライト系耐熱鋳鋼、で作製したエキゾース
トマニホールドは、高温強度および耐熱疲労特性などが
優れ、従来よりも一層長期間の使用に十分耐えることが
できる、という研究結果が得られたのである。
上述のような観点から、高温強度および耐熱疲労特性の
一層すぐれたエキゾーストマニホールドを開発すべく研
究を行った結果、重量％で（以下、％は重量％を示
す）、（１）Ｃｒ：１６〜２０％、Ｍｏ：０．４〜２．
４％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０
％、Ｎｂ：０．３〜２．１％、Ｔａ：０．１〜２．２
％、Ｚｒ：０．００２〜０．１％、Ｃ：０．０６〜０．
２％、Ｎ：０．０５〜０．１５％を含有し、残りがＦｅ
および不可避不純物からなる成分組成のフェライト系耐
熱鋳鋼、（２）Ｃｒ：１６〜２０％、Ｍｏ：０．４〜
２．４％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜
２．０％、Ｎｂ：０．３〜２．１％、Ｔａ：０．１〜
２．２％、Ｚｒ：０．００２〜０．１％、Ｃ：０．０６
〜０．２％、Ｎ：０．０５〜０．１５％を含有し、さら
に、Ｎｉ，Ｗ，Ｃｏの内の１種または２種以上を合計で
０．２〜２．５％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不
純物からなる成分組成のフェライト系耐熱鋳鋼，（３）
Ｃｒ：１６〜２０％、Ｍｏ：０．４〜２．４％、Ｓｉ：
０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｂ：
０．３〜２．１％、Ｔａ：０．１〜２．２％，Ｚｒ：
０．００２〜０．１％、Ｃ：０．０６〜０．２％、Ｎ：
０．０５〜０．１５％を含有し、さらに、Ｂ：０．００
２〜０．０５％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純
物からなる成分組成のフェライト系耐熱鋳鋼、（４）Ｃ
ｒ：１６〜２０％、Ｍｏ：０．４〜２．４％、Ｓｉ：
０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｂ：
０．３〜２．１％、Ｔａ：０．１〜２．２％、Ｚｒ：
０．００２〜０．１％、Ｃ：０．０６〜０．２％、Ｎ：
０．０５〜０．１５％を含有し、さらに、Ａｌ，Ｃｕの
内の１種または２種を合計で０．１〜２．５％を含有
し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成の
フェライト系耐熱鋳鋼、（５）Ｃｒ：１６〜２０％、Ｍ
ｏ：０．４〜２．４％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍ
ｎ：０．１〜２．０％、Ｎｂ：０．３〜２．１％、Ｔ
ａ：０．１〜２．２％、Ｚｒ：０．００２〜０．１％、
Ｃ：０．０６〜０．２％、Ｎ：０．０５〜０．１５％を
含有し、さらに、Ｎｉ，Ｗ，Ｃｏの内の１種または２種
以上を合計で０．２〜２．５％を含有し、さらに、Ｂ：
０．００２〜０．０５％を含有し、残りがＦｅおよび不
可避不純物からなる成分組成のフェライト系耐熱鋳鋼、
（６）Ｃｒ：１６〜２０％、Ｍｏ：０．４〜２．４％、
Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎ
ｂ：０．３〜２．１％、Ｔａ：０．１〜２．２％、Ｚ
ｒ：０．００２〜０．１％、Ｃ：０．０６〜０．２％、
Ｎ：０．０５〜０．１５％を含有し、さらに、Ｎｉ，
Ｗ，Ｃｏの内の１種または２種以上を合計で０．２〜
２．５％を含有し、さらに、Ａｌ，Ｃｕの内の１種また
は２種を合計で０．１〜２．５％を含有し、残りがＦｅ
および不可避不純物からなる成分組成のフェライト系耐
熱鋳鋼、（７）Ｃｒ：１６〜２０％、Ｍｏ：０．４〜
２．４％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜
２．０％、Ｎｂ：０．３〜２．１％、Ｔａ：０．１〜
２．２％、Ｚｒ：０．００２〜０．１％、Ｃ：０．０６
〜０．２％、Ｎ：０．０５〜０．１５％を含有し、さら
に、Ｂ：０．００２〜０．０５％を含有し、さらに、Ａ
ｌ，Ｃｕの内の１種または２種を合計で０．１〜２．５
％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる成
分組成のフェライト系耐熱鋳鋼、（８）Ｃｒ：１６〜２
０％、Ｍｏ：０．４〜２．４％、Ｓｉ：０．１〜２．０
％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｎｂ：０．３〜２．１
％、Ｔａ：０．１〜２．２％、Ｚｒ：０．００２〜０．
１％、Ｃ：０．０６〜０．２％、Ｎ：０．０５〜０．１
５％を含有し、さらに、Ｎｉ，Ｗ，Ｃｏの内の１種また
は２種以上を合計で０．２〜２．５％を含有し、さら
に、Ｂ：０．００２〜０．０５％を含有し、さらに、Ａ
ｌ，Ｃｕの内の１種または２種を合計で０．１〜２．５
％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる成
分組成のフェライト系耐熱鋳鋼、で作製したエキゾース
トマニホールドは、高温強度および耐熱疲労特性などが
優れ、従来よりも一層長期間の使用に十分耐えることが
できる、という研究結果が得られたのである。
【０００５】この発明は、かかる研究結果に基づいてな
されたものであって、前記（１）、（２）、（３）、
（４）、（５）、（６）、（７）または（８）記載の成
分組成を有するフェライト系耐熱鋳鋼製エキゾーストマ
ニホールドに特徴を有するものである。
されたものであって、前記（１）、（２）、（３）、
（４）、（５）、（６）、（７）または（８）記載の成
分組成を有するフェライト系耐熱鋳鋼製エキゾーストマ
ニホールドに特徴を有するものである。
【０００６】この発明のエキゾーストマニホールドを構
成するフェライト系耐熱鋳鋼の成分組成を上記の如く限
定した理由を説明する。
成するフェライト系耐熱鋳鋼の成分組成を上記の如く限
定した理由を説明する。
【０００７】（ａ） Ｃｒ Ｃｒ成分には、高温耐酸化性を向上させる作用がある
が、その含有量が１６％未満では高温酸化による損傷が
発生しやすく、一方、その含有量が２０％を越えると有
害相（σ相）が析出し急激に脆化するようになることか
ら、その含有量を１６〜２０％と定めた。
が、その含有量が１６％未満では高温酸化による損傷が
発生しやすく、一方、その含有量が２０％を越えると有
害相（σ相）が析出し急激に脆化するようになることか
ら、その含有量を１６〜２０％と定めた。
【０００８】（ｂ） Ｍｏ Ｍｏ成分には、素地に固溶し、もって高温強度および耐
熱疲労特性を向上させる作用があるが、その含有量が
０．４％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方、その含有量が２．４％を越えると有害相の析出によ
り急激に靭性が低下するようになることから、その含有
量を０．４〜２．４％と定めた。なお、Ｍｏ：０．９〜
１．９％の含有が一層好ましい。
熱疲労特性を向上させる作用があるが、その含有量が
０．４％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方、その含有量が２．４％を越えると有害相の析出によ
り急激に靭性が低下するようになることから、その含有
量を０．４〜２．４％と定めた。なお、Ｍｏ：０．９〜
１．９％の含有が一層好ましい。
【０００９】（ｃ）Ｓｉ Ｓｉ成分には、溶湯に対して強力な脱酸作用を発揮する
ほか、鋳造性を向上させる作用があが、その含有量が
０．１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方、その含有量が２．０％を越えると有害相の析出によ
り耐酸化性が低下するようになることから、その含有量
を０．１〜２．０％と定めた。なお、一層好ましい範囲
は０．４〜０．９％である。
ほか、鋳造性を向上させる作用があが、その含有量が
０．１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方、その含有量が２．０％を越えると有害相の析出によ
り耐酸化性が低下するようになることから、その含有量
を０．１〜２．０％と定めた。なお、一層好ましい範囲
は０．４〜０．９％である。
【００１０】（ｄ） Ｍｎ Ｍｎ成分には、Ｓｉと同じく脱酸作用を発揮し、かつ鋳
造性を向上させる作用があるが、その含有量が０．１％
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方、その
含有量が２．０％を越えると、耐酸化性が低下するよう
になることから、その含有量を０．１〜２．０％と定め
た。なお、０．３〜０．９％の含有が一層望ましい。
造性を向上させる作用があるが、その含有量が０．１％
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方、その
含有量が２．０％を越えると、耐酸化性が低下するよう
になることから、その含有量を０．１〜２．０％と定め
た。なお、０．３〜０．９％の含有が一層望ましい。
【００１１】（ｅ） Ｎｂ Ｎｂ成分には、素地に固溶すると共に、炭化物を形成し
て、高温強度と耐熱疲労特性を向上させる作用がある
が、その含有量が０．３％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方その含有量が２．１％を越えると有
害相の析出につながり耐熱疲労特性に低下傾向が現われ
るようになることから、その含有量を０．３〜２．１％
と定めた。なお、０．５〜１．５％の含有が一層望まし
い。
て、高温強度と耐熱疲労特性を向上させる作用がある
が、その含有量が０．３％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方その含有量が２．１％を越えると有
害相の析出につながり耐熱疲労特性に低下傾向が現われ
るようになることから、その含有量を０．３〜２．１％
と定めた。なお、０．５〜１．５％の含有が一層望まし
い。
【００１２】（ｇ） Ｔａ Ｔａ成分には、同じく素地に固溶すると共に、炭化物を
形成し、もってＮｂ成分との共存下で高温強度と耐熱疲
労特性を一段と向上させる作用があるが、その含有量が
０．１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方その含有量が２．２％を越えると有害相の析出につな
がり、耐熱疲労特性特性の低下を招くようになることか
ら、その含有量を０．１〜２．２％と定めた。なお、Ｔ
ａ：０．２〜０．７％の含有が一層望ましい。
形成し、もってＮｂ成分との共存下で高温強度と耐熱疲
労特性を一段と向上させる作用があるが、その含有量が
０．１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方その含有量が２．２％を越えると有害相の析出につな
がり、耐熱疲労特性特性の低下を招くようになることか
ら、その含有量を０．１〜２．２％と定めた。なお、Ｔ
ａ：０．２〜０．７％の含有が一層望ましい。
【００１３】（ｈ） Ｚｒ Ｚｒ成分には、エキゾーストマニホールドを構成するフ
ェライト系耐熱鋳鋼の素地を微細化して靭性を向上させ
高温強度と耐熱疲労特性を一段と向上させる作用がある
が、その含有量が０．００２％未満では所望の効果が得
られず、一方、０．１％を越えて含有すると逆に靭性が
低下するので好ましくない。したがって、Ｚｒの含有量
は０．００２〜０．１％に定めた。Ｚｒ含有量の一層好
ましい範囲は、０．００５〜０．０５％である。
ェライト系耐熱鋳鋼の素地を微細化して靭性を向上させ
高温強度と耐熱疲労特性を一段と向上させる作用がある
が、その含有量が０．００２％未満では所望の効果が得
られず、一方、０．１％を越えて含有すると逆に靭性が
低下するので好ましくない。したがって、Ｚｒの含有量
は０．００２〜０．１％に定めた。Ｚｒ含有量の一層好
ましい範囲は、０．００５〜０．０５％である。
【００１４】（ｉ） Ｃ Ｃ成分には、鋳造性を向上させるほか、炭化物を形成し
て高温強度および耐熱疲労特性を向上させる作用がある
が、その含有量が０．０６％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方その含有量が０．２％を越えると
炭窒化物が過剰となり、靭性が低下することから、その
含有量を０．０６〜０．２％と定めた。
て高温強度および耐熱疲労特性を向上させる作用がある
が、その含有量が０．０６％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方その含有量が０．２％を越えると
炭窒化物が過剰となり、靭性が低下することから、その
含有量を０．０６〜０．２％と定めた。
【００１５】（ｊ） Ｎ Ｎ成分には、ＮｂおよびＴａと炭窒化物を形成して高温
強度および耐熱疲労特性を向上させる作用があるが、そ
の含有量が０．０５％未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方その含有量が０．１５％を越えると炭窒
化物の形成が過剰となって靭性が低下するようになるこ
とから、その含有量を０．０５〜０．１５％と定めた。
Ｎ含有量の一層好ましい範囲は、０．０６〜０．１２％
である。
強度および耐熱疲労特性を向上させる作用があるが、そ
の含有量が０．０５％未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方その含有量が０．１５％を越えると炭窒
化物の形成が過剰となって靭性が低下するようになるこ
とから、その含有量を０．０５〜０．１５％と定めた。
Ｎ含有量の一層好ましい範囲は、０．０６〜０．１２％
である。
【００１６】（ｋ） Ｎｉ，Ｗ，Ｃｏ これら成分は、素地に固溶して高温強度を向上させる作
用があるので必要に応じて添加するが、０．２％未満で
はその効果が十分でなく、一方、２．５％を越えて含有
すると耐熱疲労特性が低下するので好ましくない。した
がって、Ｎｉ，Ｗ，Ｃｏのうちの１種または２種以上の
合計の含有量は０．２〜２．５％に定めた。Ｎｉ，Ｗ，
Ｃｏの内の１種または２種以上の合計量の一層好ましい
範囲は０．３〜２．０％である。
用があるので必要に応じて添加するが、０．２％未満で
はその効果が十分でなく、一方、２．５％を越えて含有
すると耐熱疲労特性が低下するので好ましくない。した
がって、Ｎｉ，Ｗ，Ｃｏのうちの１種または２種以上の
合計の含有量は０．２〜２．５％に定めた。Ｎｉ，Ｗ，
Ｃｏの内の１種または２種以上の合計量の一層好ましい
範囲は０．３〜２．０％である。
【００１７】（ｊ） Ｂ Ｂ成分には、エキゾーストマニホールドを構成するフェ
ライト系耐熱鋳鋼の粒界を強化するとともに粒界炭化物
を微細かして靭性を向上させる作用があるので必要に応
じて添加するが、その含有量が０．００２％未満では所
望の効果が得られず、一方、０．０５％を越えて含有す
ると有害相が析出し、逆に靭性が低下するので好ましく
ない。したがって、Ｂの含有量は０．００２〜０．０５
％に定めた。Ｂの含有量の一層好ましい範囲は０．００
５〜０．０２％である。
ライト系耐熱鋳鋼の粒界を強化するとともに粒界炭化物
を微細かして靭性を向上させる作用があるので必要に応
じて添加するが、その含有量が０．００２％未満では所
望の効果が得られず、一方、０．０５％を越えて含有す
ると有害相が析出し、逆に靭性が低下するので好ましく
ない。したがって、Ｂの含有量は０．００２〜０．０５
％に定めた。Ｂの含有量の一層好ましい範囲は０．００
５〜０．０２％である。
【００１８】（ｌ） Ａｌ，Ｃｕ これら成分は、高温耐酸化性を向上させる作用があるの
で必要に応じて添加するが、０．１％未満では所望の効
果が得られず、一方、２．５％を越えて含有すると靭性
が低下するので好ましくない。したがって、Ａｌ，Ｃｕ
の内の１種または２種の合計の含有量は０．１〜２．５
％に定めた。Ａｌ，Ｃｕの内の１種または２種の合計の
含有量の一層好ましい範囲は０．３〜２．０％である。
で必要に応じて添加するが、０．１％未満では所望の効
果が得られず、一方、２．５％を越えて含有すると靭性
が低下するので好ましくない。したがって、Ａｌ，Ｃｕ
の内の１種または２種の合計の含有量は０．１〜２．５
％に定めた。Ａｌ，Ｃｕの内の１種または２種の合計の
含有量の一層好ましい範囲は０．３〜２．０％である。
【００１９】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明のフェライト系
耐熱鋳鋼からなるエキゾーストマニホールドを実施例に
より具体的に説明する。通常の高周波誘導溶解炉を用い
て鋳鋼を大気溶解し、ロストワックス精密鋳造してそれ
ぞれ表１〜表８に示される成分組成を有する本発明フェ
ライト系耐熱鋳鋼製エキゾーストマニホールド（以下、
単に本発明マニホールドという）１〜４５、比較フェラ
イト系耐熱鋳鋼製エキゾーストマニホールド（以下、同
様に比較マニホールドという）１〜１５および従来フェ
ライト系耐熱鋳鋼製エキゾーストマニホールド（以下、
同様に従来マニホールドという）を作製し、さらに直
径：１５ｍｍ×長さ：１００ｍｍの寸法を有する丸棒引
張り試験片を作製した。なお、比較マニホールド１〜１
５は、いずれも構成成分のうち高温強度および耐熱疲労
特性に影響を及ぼす成分含有量（表６〜表８に＊印を付
す）がこの発明の範囲から外れた組成をもつものであ
る。
耐熱鋳鋼からなるエキゾーストマニホールドを実施例に
より具体的に説明する。通常の高周波誘導溶解炉を用い
て鋳鋼を大気溶解し、ロストワックス精密鋳造してそれ
ぞれ表１〜表８に示される成分組成を有する本発明フェ
ライト系耐熱鋳鋼製エキゾーストマニホールド（以下、
単に本発明マニホールドという）１〜４５、比較フェラ
イト系耐熱鋳鋼製エキゾーストマニホールド（以下、同
様に比較マニホールドという）１〜１５および従来フェ
ライト系耐熱鋳鋼製エキゾーストマニホールド（以下、
同様に従来マニホールドという）を作製し、さらに直
径：１５ｍｍ×長さ：１００ｍｍの寸法を有する丸棒引
張り試験片を作製した。なお、比較マニホールド１〜１
５は、いずれも構成成分のうち高温強度および耐熱疲労
特性に影響を及ぼす成分含有量（表６〜表８に＊印を付
す）がこの発明の範囲から外れた組成をもつものであ
る。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】
【表４】
【００２４】
【表５】
【００２５】
【表６】
【００２６】
【表７】
【００２７】
【表８】
【００２８】表１〜表８に示される成分組成の本発明マ
ニホールド１〜４５、比較マニホールド１〜１５および
従来マニホールドを用いて下記のエンジンテストを行
い、さらに丸棒試験片を用いて下記の高温引張り試験を
行った。
ニホールド１〜４５、比較マニホールド１〜１５および
従来マニホールドを用いて下記のエンジンテストを行
い、さらに丸棒試験片を用いて下記の高温引張り試験を
行った。
【００２９】エンジンテスト 上記本発明マニホールド１〜４５、比較マニホールド１
〜１５および従来マニホールドを、２５００ｃｃのガソ
リンエンジンに組み込み、４０００ｒｐｍで４ｍｉｎ運
転した後５ｍｉｎ停止の作動を５０００回繰り返した
後、ガソリンエンジンから取り外し、染料を用いた浸透
探傷法により本発明マニホールド１〜４５、比較マニホ
ールド１〜１５および従来マニホールドのそれぞれの表
面に発生した割れの長さの合計（以下、総割れ長さとい
う）を測定し、これらの測定結果を表９〜表１２に示し
て耐熱疲労特性を評価した。
〜１５および従来マニホールドを、２５００ｃｃのガソ
リンエンジンに組み込み、４０００ｒｐｍで４ｍｉｎ運
転した後５ｍｉｎ停止の作動を５０００回繰り返した
後、ガソリンエンジンから取り外し、染料を用いた浸透
探傷法により本発明マニホールド１〜４５、比較マニホ
ールド１〜１５および従来マニホールドのそれぞれの表
面に発生した割れの長さの合計（以下、総割れ長さとい
う）を測定し、これらの測定結果を表９〜表１２に示し
て耐熱疲労特性を評価した。
【００３０】高温引張り試験 上記丸棒試験片から直径：６ｍｍ、平行部長さ：３０ｍ
ｍの引張試験片を切り出し、高温強度を評価する目的
で、８８０℃で高温引張試験を行ない、引張強さを測定
し、その結果を表９〜表１２に示した。
ｍの引張試験片を切り出し、高温強度を評価する目的
で、８８０℃で高温引張試験を行ない、引張強さを測定
し、その結果を表９〜表１２に示した。
【００３１】
【表９】
【００３２】
【表１０】
【００３３】
【表１１】
【００３４】
【表１２】
【００３５】
【発明の効果】表１〜表１２に示される結果から、本発
明マニホールド１〜４５は、いずれも従来マニホールド
に比べて、高温強度および耐熱疲労特性に優れているこ
とが明らかであり、一方、比較マニホールド１〜１５に
見られるように、構成成分の内のいずれかの含有量がこ
の発明の範囲から外れると、上記特性のうちの少なくと
も１つの特性が劣ったものになることがわかる。上述の
ように、この発明のフェライト系耐熱鋳鋼からなるエキ
ゾーストマニホールドは長期に亘って優れた性能を発揮
でき、自動車産業上すぐれた効果を奏するものである。
明マニホールド１〜４５は、いずれも従来マニホールド
に比べて、高温強度および耐熱疲労特性に優れているこ
とが明らかであり、一方、比較マニホールド１〜１５に
見られるように、構成成分の内のいずれかの含有量がこ
の発明の範囲から外れると、上記特性のうちの少なくと
も１つの特性が劣ったものになることがわかる。上述の
ように、この発明のフェライト系耐熱鋳鋼からなるエキ
ゾーストマニホールドは長期に亘って優れた性能を発揮
でき、自動車産業上すぐれた効果を奏するものである。
【図１】エンジンに取り付けられているエキゾーストマ
ニホールドの斜視図である。
ニホールドの斜視図である。
１ エキゾーストマニホールド ２ エンジン本体
Claims (8)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃｒ：１６〜２０％、 Ｍｏ：０．４〜２．
４％、 Ｓｉ：０．１〜２．０％、 Ｍｎ：０．１〜２．
０％、 Ｎｂ：０．３〜２．１％、 Ｔａ：０．１〜２．
２％、 Ｚｒ：０．００２〜０．１％、 Ｃ：０．０６〜
０．２％、 Ｎ：０．０５〜０．１５％、を含有し、残りがＦｅおよ
び不可避不純物からなる成分組成のフェライト系耐熱鋳
鋼からなることを特徴とするエキゾーストマニホール
ド。 - 【請求項２】 重量％で、 Ｃｒ：１６〜２０％、 Ｍｏ：０．４〜２．
４％、 Ｓｉ：０．１〜２．０％、 Ｍｎ：０．１〜２．
０％、 Ｎｂ：０．３〜２．１％、 Ｔａ：０．１〜２．
２％、 Ｚｒ：０．００２〜０．１％、 Ｃ：０．０６〜
０．２％、 Ｎ：０．０５〜０．１５％、を含有し、さらに、 Ｎｉ，Ｗ，Ｃｏの内の１種または２種以上を合計で０．
２〜２．５％、を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純
物からなる成分組成のフェライト系耐熱鋳鋼からなるこ
とを特徴とするエキゾーストマニホールド。 - 【請求項３】 重量％で、 Ｃｒ：１６〜２０％、 Ｍｏ：０．４〜２．
４％、 Ｓｉ：０．１〜２．０％、 Ｍｎ：０．１〜２．
０％、 Ｎｂ：０．３〜２．１％、 Ｔａ：０．１〜２．
２％、 Ｚｒ：０．００２〜０．１％、 Ｃ：０．０６〜
０．２％、 Ｎ：０．０５〜０．１５％、を含有し、さらに、 Ｂ：０．００２〜０．０５％、を含有し、残りがＦｅお
よび不可避不純物からなる成分組成のフェライト系耐熱
鋳鋼からなることを特徴とするエキゾーストマニホール
ド。 - 【請求項４】 重量％で、 Ｃｒ：１６〜２０％、 Ｍｏ：０．４〜２．
４％、 Ｓｉ：０．１〜２．０％、 Ｍｎ：０．１〜２．
０％、 Ｎｂ：０．３〜２．１％、 Ｔａ：０．１〜２．
２％、 Ｚｒ：０．００２〜０．１％、 Ｃ：０．０６〜
０．２％、 Ｎ：０．０５〜０．１５％、を含有し、さらに、 Ａｌ，Ｃｕの内の１種または２種を合計で０．１〜２．
５％、を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からな
る成分組成のフェライト系耐熱鋳鋼からなることを特徴
とするエキゾーストマニホールド。 - 【請求項５】 重量％で、 Ｃｒ：１６〜２０％、 Ｍｏ：０．４〜２．
４％、 Ｓｉ：０．１〜２．０％、 Ｍｎ：０．１〜２．
０％、 Ｎｂ：０．３〜２．１％、 Ｔａ：０．１〜２．
２％、 Ｚｒ：０．００２〜０．１％、 Ｃ：０．０６〜
０．２％、 Ｎ：０．０５〜０．１５％、を含有し、さらに、 Ｎｉ，Ｗ，Ｃｏの内の１種または２種以上を合計で０．
２〜２．５％、を含有し、さらに、 Ｂ：０．００２〜０．０５％、を含有し、残りがＦｅお
よび不可避不純物からなる成分組成のフェライト系耐熱
鋳鋼からなることを特徴とするエキゾーストマニホール
ド。 - 【請求項６】 重量％で、 Ｃｒ：１６〜２０％、 Ｍｏ：０．４〜２．
４％、 Ｓｉ：０．１〜２．０％、 Ｍｎ：０．１〜２．
０％、 Ｎｂ：０．３〜２．１％、 Ｔａ：０．１〜２．
２％、 Ｚｒ：０．００２〜０．１％、 Ｃ：０．０６〜
０．２％、 Ｎ：０．０５〜０．１５％、を含有し、さらに、 Ｎｉ，Ｗ，Ｃｏの内の１種または２種以上を合計で０．
２〜２．５％、を含有し、さらに、 Ａｌ，Ｃｕの内の１種または２種を合計で０．１〜２．
５％、を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からな
る成分組成のフェライト系耐熱鋳鋼からなることを特徴
とするエキゾーストマニホールド。 - 【請求項７】 重量％で、 Ｃｒ：１６〜２０％、 Ｍｏ：０．４〜２．
４％、 Ｓｉ：０．１〜２．０％、 Ｍｎ：０．１〜２．
０％、 Ｎｂ：０．３〜２．１％、 Ｔａ：０．１〜２．
２％、 Ｚｒ：０．００２〜０．１％、 Ｃ：０．０６〜
０．２％、 Ｎ：０．０５〜０．１５％、を含有し、さらに、 Ｂ：０．００２〜０．０５％、を含有し、さらに、 Ａｌ，Ｃｕの内の１種または２種を合計で０．１〜２．
５％、を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からな
る成分組成のフェライト系耐熱鋳鋼からなることを特徴
とするエキゾーストマニホールド。 - 【請求項８】 重量％で、 Ｃｒ：１６〜２０％、 Ｍｏ：０．４〜２．
４％、 Ｓｉ：０．１〜２．０％、 Ｍｎ：０．１〜２．
０％、 Ｎｂ：０．３〜２．１％、 Ｔａ：０．１〜２．
２％、 Ｚｒ：０．００２〜０．１％、 Ｃ：０．０６〜
０．２％、 Ｎ：０．０５〜０．１５％、を含有し、さらに、 Ｎｉ，Ｗ，Ｃｏの内の１種または２種以上を合計で０．
２〜２．５％、を含有し、さらに、 Ｂ：０．００２〜０．０５％、を含有し、さらに、 Ａｌ，Ｃｕの内の１種または２種を合計で０．１〜２．
５％、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる成分組成
のフェライト系耐熱鋳鋼からなることを特徴とするエキ
ゾーストマニホールド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27759595A JPH09118962A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | エキゾーストマニホールド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27759595A JPH09118962A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | エキゾーストマニホールド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09118962A true JPH09118962A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=17585644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27759595A Pending JPH09118962A (ja) | 1995-10-25 | 1995-10-25 | エキゾーストマニホールド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09118962A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007254885A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-10-04 | Daido Steel Co Ltd | 薄肉鋳物部品及びその製造方法 |
| JP2008195985A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Hitachi Metals Ltd | 耐酸性に優れたフェライト系ステンレス鋳鋼および鋳造部材 |
| US7914732B2 (en) * | 2006-02-23 | 2011-03-29 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Ferritic stainless steel cast iron, cast part using the ferritic stainless steel cast iron, and process for producing the cast part |
-
1995
- 1995-10-25 JP JP27759595A patent/JPH09118962A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007254885A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-10-04 | Daido Steel Co Ltd | 薄肉鋳物部品及びその製造方法 |
| US7914732B2 (en) * | 2006-02-23 | 2011-03-29 | Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha | Ferritic stainless steel cast iron, cast part using the ferritic stainless steel cast iron, and process for producing the cast part |
| JP2008195985A (ja) * | 2007-02-09 | 2008-08-28 | Hitachi Metals Ltd | 耐酸性に優れたフェライト系ステンレス鋳鋼および鋳造部材 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020319 |