JPS5921380B2 - 鋳放しパ−ライト地球状黒鉛鋳鉄 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は基地組織がパーライト及びフェライトの混合組
織（以下嚇にパーライト地と記す）からなる球状黒鉛鋳
鉄に関する。

基地組織がパーライト地である球状黒鉛鋳鉄は鋳放し状
態で容易に得ることができるので、古くから鋳放し状態
で製造され、又使用されている。

この場合、パーライト地球状黒鉛鋳鉄を得るためには、
目的とする硬度と製品肉厚に応じてＭｎ量を増減する方
法によっていたが、Ｍｎはパーライト化を促進すると同
時にセメンタイトの晶（析）出を促進する元素であるた
め、必要以上にＭｎを含有すると上記の好ましからざる
組織により局部的に硬度が高くなったり、あるいは切削
性が大幅に低下するなどの問題があった。

従って、鋳放し状態で使用されるパーライト地球状黒鉛
鋳鉄を製造する場合、上記の好ましからざる組織の晶（
析）出を防止するため、一般的にはＳｉ含有量を高くす
る（２．５〜３０係）ことによりなされてきた。

このように従来の方法によって製造されたパーライト地
球状黒鉛鋳鉄は、Ｍｎ量及びＳｉ量が高いことに起因し
て鋳物の鋳型内での冷却速度の影響を受けやすく、同一
製品内でも均一なパーライト組織とはなり得なかった。

即ち同一製品であっても、肉厚が薄く、冷却速度の速い
ところでは完全パーライト地となり硬度は高い。

逆に厚肉部など冷却速度の遅いところでは、フェライト
地を多量に含んだパーライト地組織となり硬度は低く、
軟かくなる傾向が強い。

さらに各ヒート間の球状化処理方法、接種効果の一差や
各枠組の注湯終了から型ばらしまでの鋳型内冷却時間の
差、接種効果のフェーディング現象による差など種々の
変動要因の影響により、同一製品を多量生産する場合、
製品毎の組織、硬度に大きなばらつきを生じるのが常で
ある。

これらは偏にフェライト化促進元素であるＳｉと、パー
ライト化促進元素であるＭｎとの作用の相反する元素を
同時に多量に含有させたためである。

本発明は上記の点に鑑み、フェライト化促進元素である
Ｓｉ量を低く抑え、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｖなどの炭化物
生成元素をも低く抑え炭化物生成傾向のない、パーライ
ト化促進元素であるＣｕを含有させることにより、より
均一な組織、硬度及び性質をもった鋳放しパーライト地
球状黒鉛鋳鉄を提供するものである。

球状黒鉛鋳鉄中に現われるセメンタイト組織の晶（析）
出を抑制できればフェライト化促進元素であるＳｉ含有
量を低くすることが可能で、そのことによりパーライト
化が促進されるのみでなく、Ｓｉ含有量が高いことに起
因する組織、硬度及び性質のばらつきを減少させること
が期待できる。

又球状黒鉛鋳鉄中に通常含有されるパーライト安定化元
素は、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｓｎ、Ｍｏ、Ｃｕ などであ
るが、このうち共晶セル境界部に偏析し、セメンタイト
組幹の晶（析）出を促進する元素はＭｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍ
ｏである。

従ってこれらの元素を上記の好ましからざる組織の晶（
析）出限界以＊下に抑え、その代りにＣｕを目的とする
硬度に合わせて適量含有させることにより、Ｓｉ量を減
少させ得るものである。

以下本発明を実施例に基いて詳細に説明する。

実施例 低周波炉に球状黒鉛鋳鉄戻り屑４０％、ソレルメタル（
商品名）２０係、鋼屑４０係、を配合溶解し、昇温成分
調整後出湯時にＦ ｅ −８ｉ−Ｍｇ（５％Ｍｇ）で球
状化処理を行った。

更にＦｅ−８１で０．６％の接種を施し、肉厚の異なる
板が放射状に並んだ空隙部を有する砂型鋳型に鋳込んだ
。

この場合の鋼屑は市販の良質鋼屑を使用した。

この時の化学成分を第１表に示し又各板厚での機械的性
質を第２表に示し、板厚ＩＱｆｆ１７１Ｌ及び７９ｍｍ
におけるそれぞれの顕微鏡組織を第１図及び第２図に示
す。

第２表から明らかなように板厚５ｍｍにおいては若干の
セメンタイトが認められるが、板厚１０ｎ７１Ｌ以上で
はパーライトとフェライトの混合組織であり板厚１０ｍ
ｍと７０ルとのブリネル硬さの差は２８であり引張り強
さでは５ｋｇ／−であり、１０ｍｖｔ以上の板厚ではい
ずれも良好な伸びを示している。

この場合板厚５關のものについては引張試験片の加工が
困難なため試験は行っていない。

又第１表の分析結果かられかるように通常のパーライト
地球状黒鉛鋳鉄に多量に含有されているＭｎは０．１８
％と非常に低い含有量となっている。

更に共晶セル境界に偏析しゃすいＣｒ、Ｍｏ、Ｖの総合
有量を０．０４５５％とすることにより、セメンタイト
組織の晶（析）を防止することができた。

これらのことにより板厚１０龍においても良好な伸びを
示すものである。

この場合、不可避的に含有される各成分それぞれ争独の
炭化物を晶（析）出される限界含有量はＯｒ、Ｖで０．
１０％であり、Ｍｏは０．２５１％である。

しかしながら、これらの元素とＳｎの総和量が０．４０
％を超えると各元素側々には限界含有量以下であっても
やはり炭化物の晶（析）出が著しくなるためこの量を超
えてはならない。

またＭｎの炭化物品（析）出促進作用は板厚によっても
異なるが、冷却速度の速い薄肉においては０．３０％以
上になるとその作用が顕著になるためこれ以下にする必
要がある。

Ｍｎが通常作業で達成できる０、１〜０．２係であれば
Ｓｉは２．０係以下の範囲で良く、このとき基地組織を
パーライト化させるに必要なＣｕ量は、製品肉厚と目標
硬度により多少の差はあるが、０．１５％未満のＣｕ量
ではパーライト化促進作用が低下し薄肉部でも充分なパ
ーライト組織は得られない。

上限の０．９ ％は厚肉部において完全パーライト組織
にするに必要な量であり、それ以上含有させる必要はな
い。

第３表は従来のパーライト地球状黒鉛鋳鉄の化学成分、
第４表はその機械的性質を示すものである。

この比較例によって本発明によるパーライト地球状黒鉛
鋳鉄がいかにすぐれているかが明白である。

比較例 低周波炉に球状黒鉛鋳鉄戻り屑４０％、ソレルメタル（
商品名）２０％）、鋼屑４０チを配合、溶解し昇温、成
分調整後出湯時にＦｅ−８Ｆｅ−８ｉ−％Ｍｇ）で球状
化処理を行った。

この溶湯にＦｅ−８ｉで０．６係の接種を癩し、実帷例
と同様の試験片を鋳込んだ。

この場合の鋼屑は市販の一般鋼屑を使用した。

化学成分及び各板厚での機械的性質はそれぞれ第３表及
び第４表に示す通りで。

板厚ＩＱｍｉ及び７０７ＩＬｍにおけるそれぞれの顕微
鏡組織を第３図及び第４図に示す。

本例の場合には第３表、第４表及び第３図、第４図から
明らかなように板厚５羽、１０ｍ７ＩＬ及び３９ｍｍに
おいてはセメンタイトが晶（析）出し硬度が高く、従っ
て伸びが極端に小さくなっている。

板厚５１１Ｌ′ＩＩｔにおいては基地組織の大部分がセ
メンタイトであり白銑化傾向の著しいことが明白である
。

逆に板厚７０朋においてはパーライトよりもフェライト
量が多く引張強さは低く、伸びが増加している。

板厚１０１ｎ７ＩＬ及び７０ｍ７１Ｌでのブリネルかた
さの差は６７であり、引張強さでは３５ｋｇ／−の差が
あり、いずれも本発明の実施例と比較してばらきの大き
いことが明らかである。

この場合のＣｒ。Ｍｏ、Ｖ、Ｓｎの総合有量は０．１８
５係であり特許請求の範囲第３項の限定数値内ではある
がＣｒ含有量が炭化物生成限界値のｏ、１ｏ％を超えて
おり、しかもＭｎ含有量も０．５８％と非常に高い。

これらの元素の含有量が高いため前述のように薄肉部に
おいて炭化物を生成し、一方Ｓｉ量が２．６６％と高い
ことにより厚肉部でのパーライト量が減少し、硬度が低
下することを示している。

以上の説明で明らかなように炭化物生成傾向の強いＭｎ
、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｎを適切な量に抑え、更にＳｉ含
有量を低下させパーライト化促進元素としてＣｕを目標
硬度に応じて適当量含有させることにより、通常のパー
ライト地球状黒鉛鋳鉄に比べて組織及び機械的性質のば
らつきが少ない極めて有用なパーライト地球状黒鉛鋳鉄
を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明による板厚１０ｍ５及び７０
ｍ７ｎｌ）’）顕微鏡組織、第３図及び第４図は従来の
板厚１０ｍｍ及び７０１ｎＴＩＬの顕微鏡組織を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＩＣ３〜４．２％、ｓｌｌ、３〜２．２％、Ｃｕ Ｏ，
   １５〜０．９ ％、Ｍｇ ０．０２〜０．０ ｓ％とし
   残部Ｆｅ及びＭｎ、Ｃｒ 、Ｓｎ、Ｖ、Ｍｏなどの不純
   物よりなることを特徴とする鋳放しパーライト地球状黒
   鉛鋳鉄。 ２Ｍｎ含有量を０．３０％以下とする特許請求の範囲第
   １項記載の鋳放しパーライト地球状黒鉛鋳鉄。 ３ ０ｒ＜０．Ｌ ０％、 Ｓｎ＜０．０２％、 Ｖ＜
   ０．１０係、Ｍｏ＜０．２５％とする特許請求の範囲第
   １項または第２項に記載の鋳放しパーライト地球状黒鉛
   鋳鉄。 ４ Ｃｒ 、Ｓｎ 、Ｖ、Ｍｏ の総和を０．４０％
   以下とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   かに記載の鋳放しパーライト地球状黒鉛鋳鉄。