JPS5956518A - 強靭球状黒鉛鋳鉄の熱処理方法 - Google Patents

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】 本発明は強靭球状黒鉛鋳鉄の熱処理方法の改良に係る。

鋳鉄は球状黒鉛１、ｉＶりの発明によって強度が飛躍的
に向−ヒしたが、伸びや衝撃値はなお鋼に及ばないので
、これを改善ずろために黒鉛の微細ｔ７−１−・化や合
金元素の添加が試ろ、られているが、充分なｈυ、果を
誉げるに至−）で居もず、その−１，特殊な溶湯処理を
必要としたり、或いはＲ利イ゛１費の増大ろきたす等の
問題が力、る。

このよう／（問題点を改良するため微細なりニジイト粒
とマルテン゛リーイト粒またはべ・イナイト粒とからな
る基地組織を有する強靭球状黒鉛鋳鉄およびこれを得る
ための熱処理方法を先に提示した（特願昭５４−８５９
９５号およびｌ持ルｑ昭５５−３２４６３号）。

これらの発明は球状黒鉛鋳鉄の黒鉛近傍に偏析してＪ１
ミ析変態温度区間を上列させる作用を有するＳｌ　　ど
、共晶セル境界およびその近傍に偏析ｌ−て共析変態温
度区間を降下させる作用を有するＭｎとのミクロ偏析に
よる共析変態温度区間の不均一・を嬌正するためＭｎ含
有針を１％以下どし、黒鉛近傍に偏析し共析変態温度区
間を降下させる作用を有するＣｕ　とＮｉ　　との一方
または両方を含有させてＭｎの作用を減すると共にＳｉ
の作用と相殺し、ノ８（地＊Ｕ：す１旬−・化を団ヒ）
だ微細なフェライト粒と゛ｖｉｌ＝テン゛す４　トＦ／
　（／Ｉ’ｊ？Ｘ１ｌｔｌ’／＋５４−８５９９５号）
またけ省：ｖｔ　Ｉ？ｎ＋　７．ｃフェライト粒とベイ
ナイト粒（特願昭５５−３２４　（ｉ　３　弓）とから
なる混合基地組織の球状黒鉛４（Ｊｊ鉄に係る発明、並
びに＝Ｌ記所定の化学和成苓有゛４Ｚ）球状黒鉛鋳鉄を
遊離フェライトを含まぬ基」１１！組織から共析変態温
度区間内の温度に加熱ｌ、てフェライト、メーステナイ
ト：Ｆ、３　Ｊ：び黒鉛の共存組織と（−１次いで急冷
してオーステナイトをマルテンサイトに変態さ・ヒてフ
ェライト粒とマルテンザイト粒とが微細に混合した基地
組織とする熱処理方法、ｎい・は共析変態温度区間内の
温度から２５０〜３７０℃の熱浴中に急冷し、該温度に
保持１−てオーステリイトをベイナイトに二変態させて
フェライト粒とベイナイト粒とが微細に混合１゜）、す
、ｌ；　Ｊｌｌ！　Ａｌｌ　４ｉ、＋Ｑ、どする前処Ｊ
１［！方法に係る。

上ｎ１：の球状黒鉛鋳鉄はいず才１も優れた強靭性を有
ｊ−ているが、基地のフェライトとベイナイトまた＋１
−マルテンサイトを適肖な偏曲関係にするのに必ｔＪｌ
、ｉな、例えば基地中のフェライト量を面積比で３０〜
７０％と′３ろのに必娶な共析変態温度区間内の加熱温
度範囲は２０〜２７”に程度でよ・′）てＨｒＨ業的に
は比較的狭いのが問題であり、則浩土避けられない化学
成分組成の、／Ｂ［にＳ＋のばらつきや肉厚の差異によ
る熱処理時のｒｌｉ浩品内部の温度の不均一を考慮する
と」二記の温度範囲は一層Ｊ／凸・にとが扱望される。

本発明は上記の要望に応える改善さねた熱ヴｌ、　Ｉ１
１！方法を提供することを目的とＬ、その第１の発す「
１は０３〜４％、Ｓ＋２．２〜３．７チ、Ｍｌｌ　　Ｉ
チ以下、Ｉ’０．１チ以下、８０．０２チ以下、黒鉛球
状住処Ｔｌ［＋元素０．０７％以下、並びにＣ’ｕ　Ｑ
、　４〜２％もしくはＮｉ０，７〜３チまたは添付第１
図に示すＡ（（“ＩＩＱ、４　％、　Ｎｉ　　０％）、
ｎ（Ｃｌｌ２％、Ｎｉ　　Ｏチ）、Ｃ（Ｎｉ０．７１１
．、ｃｕｏｑＡ）、ｎ（Ｎｉ３％、Ｃｌｌ０％）、Ｅ（
Ｎｉｌチ、Ｃ１１２チ）で囲まれる範囲内のＣｏとＮｉ
とを含有１．、残部が実′Ｊｒ的にＦｅからなる球状黒
鉛鋳鉄を共析変態温度区間内の温度に加熱保持してフェ
ライト、オ・−ス′ア゛ナイトおよび黒鉛の共存する組
織と１．／、二のち急冷してマＡｙンリイトオＡ″ＩＪ
、プ、−はべ・イブ・イ゛ト粒とフェライト粒とσ后１
／；合した基地中に球状黒鉛が晶出１７ている組織とゴ
イ）強靭球状黒鉛鋳鉄の熱処理方法であって、共＋７１
変態γ）ＩＶ度区間内のｉｌ、ｐ、度への平均加熱速度
を（ｉ　ｆｌ　Ｏ”Ｇ以上の温度域に１，１いて１０℃
／分以下と（７、か′）共伍変が１県度区間内の保持温
度を添付第２図に示す直ｉＱＷ＋　−Ｘ＋　）：　ｒｒ
ｒ純Ｙ２−７１２上ノＳｉ含有Ｌ１に対応する温度から
ＣＬＩ　またはＮ１　の含有１ｉｉに応じて２１°ＣＸ
　（Ｃｏ　％−１，０％）または２１°ＣＸ（Ｎｉ　　
係−０，５チ）を減じた温度間の温度とし１、基地中の
フェライト粒が面積率で３０゜７０チの宙１合基地組織
どすることを’ｒ！ｌ−徴と−する強靭球状黒鉛朽８７
（の熱処理方法に係り、その第２の発明は上記第１の発
明の化学成分組成に更にＭＯおよび（ＩのｊｆｒｒＩま
たは２釉を合計で０゜０５〜０．５％含有さ辻た球状黒
鉛鋳鉄に上記第１の発明におけると同様７Ｌ熱処理（た
だし共析変態温度区間内の保持温度をＭ　ｏ　またはＣ
ｒの含有量に応じて更に（へ４ｏ　−１−Ｃｒ　）　］
、　％当り２８℃を加算したｐ、６度と・３る）を施す
ことを特徴とする強靭球状黒鉛♀）Ｊ鉄の熱処理方法に
係る。ｌＺお木明細！！’　Ｋよ・；いて番よ化学組成
は重絹チで、金ハ絹続成６）の割合は顕微怖試料につい
て線持分法によって測ｌｌｉ′ｉ−′（〜だ面積チで示
すこととする。

次に本発明に係る球状黒鉛Ｒｉ鉄の化学成分組成につい
て説明する。

Ｃは通例の球状黒鉛鋳鉄と同様に含有相を３〜・４チと
する。３％未満でけｆｉ”Ｊ造品にプールが入り易く、
４チを越えるとカーボンドロスが発４＋＝　Ｌ、鋳造品
の中に巻きこまれて欠陥と／Ｌり易い。

Ｓｌ　は共析変態温度区間を拡げる作用を有［７ている
ので、熱処理をより′ｆ、、易にす゛ろためには含負量
が多いほどよく、本発明では２．２グ以」どすＺ）が、
３．７％を越えると８１の脆化作用の影響が顕著にｌ、
ｃって伸びと衝撃値の低下が著１．．　＜　１．ｒるの
で好ましくないので」１限は３．７係とする。

Ｍｕは前記したように共晶レル境界およびそノ近傍に偏
析する性質を有し、含有−組が１％ヶ越えると偏析が甚
しくなり、その部分の共析変態温ハ【。

区間が下り過ぎて後述ずイ）ＣｏやＮｉにより“ｒ：４
”：枡変ｆ７’＜を得度１ヌ間をイ１（正し、きｉｔ　
ｆｒ　（ｌｚるので１係以下どず２）。

Ｐは通常不ｐ１；′吻とり、て含有さＪするが、多くな
るどＣ（ｉ鉄をｌ１ｌｉ、化する＋ｉｔ　ｆＩＦがある
ので０、■チ以下どずイ）のが」［い。Ｓは同様に通常
は不純物と（、て含有、″（わイ）が、／ｉ￥に黒鉛球
状化を阻害する性質の強い有害な元素でホ）イ、かｒ）
少ないほどよい。含有剤が０、（１２係を越える゛弘謝
状化処理剤の使用員が多くなる結ｊ！　ｌ、ｒｙスの発
生が多くなり、鋳造品の欠陥の原因に／、ｒり易い上に
、黒鉛球状化が国都になることさえ力、ろ。従って溶湯
の８１Ｍが０．０２％を越える鳩／、ＶＣ目Ｌ［、〜ｌ
ｉ＞の球状住処ηＩＪに先だって脱硫処卯な施して０．
０２％Ｊソ、下とＬ−でおくことが必要である。

７７．１．ＩＩＩ球状化処１］！剤としては通常Ｍｇま
たはへ４ｇｆ＜、金の９日かにＣｅ、Ｙ或いはＣａ等の
１種または２種以十が使用されるのは周知のとおりであ
り、鋳鉄中に夕（ト留するｈ）は通常０．０７チ以下で
本）る。

Ｃｏは黒鉛の周辺に偏析してその部分の共析変態温度［
区間を下降さ１Ｊ、・る作用を有し、Ｓ＋が黒鉛周辺に
偏析して共析変態温度区間を上昇さ・ヒる作用、および
ＭＩ＋が共晶−１てル境界どその近傍にイｔ１１Ｉ析し
てその部分の共析変態温度Ｂ間を下降さ・ける作用に基
づく基地組織中の局ｔ９［（的な共析変態温度区間の不
均一を是正して核淵度区間を均一・姥゛イることによっ
て基地組織の不均一を防１Ｆ・りす゛る。しか］２その
含有量が０．４−未満では効果が不充分であり、Ｃ）　
ｕの含有剤が多くなると黒鉛の球状化が困ｉｆｔ＋　Ｖ
Ｌなって来るほか、ＣＩ＋に富むε相の析出による脆化
が起るようになるのでその上限は２チとするのがよい。

Ｎｉ　　はＣＩ＋と同様な作用を有し７て（・るが、子
の含有量が０７％未満では効果が充分には認め「゛）れ
す、その量が多くなると次第にその効果が飽和状態に近
づき、原価高にもなるのでその上ハ１（け３チとするの
がよい。

ＣｕとＮｉ　とは」１記のよ５に同様な作用を有−Ｊる
ので、相互にその含有相の一部を１ｉ換ゴることか可能
で、！；）るがその効果はＮｉＯ方が多少弱いことと、
多量のＣＬＩの添加は黒鉛の球状化を阻害することを勘
案１２て添伺図面第１図のＡ・■）・Ｃ・、る ■）・、ＩＣの各点で囲まれ１九四内とするのがよ℃・
。

ＭｎおよびＣｒ１Ｃついては後述す゛る。

次に２（口の発明の熱処理について説明する。

と、コロテ前記’ｌ？Ｍ１１１１ｒ（５５−３２４６３
号に係ル発明に」：れば球状黒鉛鋳鉄をその共析変態温
度区間内あ温度に加熱すると基地σ）・り−ライト中の
セメンタイトが周囲のフェライト中に固溶し、フェライ
トはオーステナイトに変化してセメンタイトが消失する
と共に、メーステナイトの成長によって生ずるオーステ
ナイト粒子の三重点が核となってフェライト相が出用、
シ、成長してオーステナイト粒とフェライト粒との混合
基地組織となり、これを冷却すると熱浴中での恒温度変
態を経て最終的にオーステナイトが変態【、たベイ°ブ
ーイト粒とフェライト粒とが混合した基地組織になると
考えられる。共析変態温度区間の温度から室温まで急冷
するＩ［ケα昭５４−８５９９５号の場合も上記と同様
な機、構によってフェライト粒とマルテンサイト粒との
混合した基地組織となるものと考えられる、これらの先
行出願に係る発明においては遊離フェライトを含まぬ基
地組織の球状黒鉛帛１ｊ鉄を出発材料としたのであるが
、その後の研究の結果共析変態温度区間内の温度への加
熱速度を遅くすることによって遊離フェライトを含む球
状黒鉛ｆ’ｊ鉄を・出発Ｉ料とすることができることが
判った。

従って前記の先行出願に係る発明にあってを′ｊ組組織
中遊離フェライトを含む球状黒鉛鋳鉄１予ν）焼ｉを施
してパーライト基地組織としておく必要があるが、本発
明に係る方法では凝固の際にチルを生ずることがあれば
その球状黒鉛鋳鉄にプール消しの焼鈍を施す以外には予
め熱処理を施す必要がなく、鋳放し状態で組織中に遊離
フェライトを含む球状黒鉛鋳鉄でも加熱速度を所定の範
囲内にすることによってそのまま出発利刺として使用す
ることができる。

本発明の方法によって得られる球状黒鉛Ｐ′４鉄の基地
中のフェライト量が３０％未満では伸びや衝撃値が所望
の値よりも低下するようになって好ましくなく、これが
７０％を越えると引張り強さや耐力の低下が著しくなる
。従って基地中のフェライトの訃が３０〜７ｏＱ＜、マ
ルテンサイトまたはベイナイトの貝は７０〜３°０％に
なるようにする。

共析変態温度区間内の温度への平均加熱速度について言
えば６００℃以上の温度域において１０℃／分以下とす
る。６００’Ｃより下の温度における加熱速度の遅速に
よる遊離フェライトの変化には実質的に影響が認められ
ない。６００℃以」二の平均加熱速度が速すぎると組織
中に遊離フェライトを含む球状黒鉛鋳鉄を出発材料とし
た場合には遊離フェライトの部分はフェライトの多い組
織となって基地組織が不均一になり易く、その結果強靭
性が損われるようになる。また実験結果によれば上記加
熱速度を１０℃／分以下とすることによって基地中のフ
ェライトの量が３０〜７０％となる加熱温度範囲（以下
Ｍｌ）城と呼ぶ）を拡げることができる。

第２図は後述する実験例における大よそＣ１１１チ、Ｎ
ｉ□、５チを含有する本発明に係る化学成分組成の球状
黒鉛鋳鉄のフェライト３０チまたはフェライト７０チの
基地組織が得ら第１るＲ＋’含有Ｍ別に示した加熱速度
および共析変態温度区間内の保持温度の関係を示す第３
図を８ｉ含有訃と保持温度とをそれぞれ横軸、縦軸にと
つＣ書き直１７たものであるみ 第１の発明における保持温度は第２図中に示されている
フエライ）３０％の基地組織となる加熱速度、２℃／分
以下の直線ＷＩ　　ＸＩとフェライト７０−の基地組織
となる加熱速度ｌＯ℃／分の直線Ｙ２−　Ｚ２にそれぞ
れＣｏおよびＮｉの含有量に応じて後述するように修正
を加えた温度の間の温度とする。保持温度がこの温度範
囲をはずれて高温になると基地中のフェライトの舅が３
０％よりも少なくなり、他方保持温度がこの温度範囲」
りも低温に１よると基地中のフェライトの訃が７０係を
越えるようになるＡ 共析変態温度区間はＳｉ　ｋｃよって上列する以外にＣ
ｕまたはＮ１によって降下するので、Ｃ１１才たはＮｉ
の含有量に応じて上記直ＩＭＷＪ−Ｘ＋および直ｔ！Ｉ
　Ｖ２−７１２で示される温度に修正を加える必チ、Ｎ
ｉｎ、５％の例であるから、上記面線Ｗｌ　−Ｘｌ　　
およびｉｌ′ｉ朽ＩＹ２　　Ｚ２から得られる保持温度
にＣｏ　、　Ｎｉ　ノ１有旦に応じて２１．　’Ｃ，Ｘ
　（ＣＬ＋　％　−１，０％　）　テヒ　ブこ１１２　
１　　　℃　Ｘ　　（Ｎｉ　　　　％　−０，５％　）
　を減じ′Ｃ修正する。なお」―記加熱速度が１０　”
Ｃ７分以下の範囲でＡＪ＃した場合でも基地中のフェラ
イトの１，１が３０〜７０％の範囲忙入るよ５にするた
めにはｖ、ｔ　ｆｆ！ｊ！　Ｗ＋　−ＸＩに代えて同図
中に示されるフェライト３０チの基地組織になる加熱速
度１０℃／分ｃ７）　ｊｒｊ線Ｗ２−　Ｘ２　ヲ、直線
Ｙ２−Ｚ２に代、ｔ−テアエライト７０％の基地組織に
なる加熱速度２℃／分の直線ｙ＋　”’−”　Ｚ　Ｈを
採用することがｆＪ′ましい。

保持時間は５分間以上とすれば前記のような基地組織が
得られるが、大川生産の場合には＠造品の肉厚の差異と
経済性を考慮して保持時間を３０分〜２時間とするのが
望ましい。

ＩＬお第２図から加熱速度２℃／分または１０℃／分で
フェライト３０〜７０チとなるＭ　１）城が２０℃／分
または４０°Ｃ／分の、用台のＭ＋）賊Ｊりも広いこと
が同−Ｓｉ　チで比較［２て沙れは容易姥認められよう
。

次いで上記の２相混合基地絹織となった球状黒鉛鋳鉄を
急冷してオーステナイト粒をマルテン゛リイト粒に変態
させる。或いはツルトノ（ス等の熱浴中に浸漬、保持１
−て恒温変態を行なわせてオーステナイト粒をベイナイ
ト、Ｆ／に変態さ１．る。恒温変態に当つＣは熱浴温度
が２５０℃よりも低い集合には変態終了までに著しく長
時間を要する」−に、材料が脆くなるおそれがあり、こ
わが４００°０よりも高い場合には熱浴温度までの急冷
過程でＡ　ｒ　／変態が一部起って一部トルースタイト
を生じ、強靭性が損われる。従って熱浴温度は２５０〜
４　（１０℃の範囲とするのがよい。

第２の発明は前記第１の発明の化学成分組成に更にＭＯ
およびＣｒのｌｉまたは２１１１１を合組で０．０５〜
０．５％含有させ、鋳造品の肉厚が大きい場合に共析変
態温度区間の温度から急冷の過程で基１１１シ中の］、
ｒ−２イトの「１が増大したり、あるいはＡｒ’変）ｉ
、ｊｌツノ−・ｆ’ｉＢ　＋ｌ　’４　′”Ｃ−’次ｌ
・ルースタイトを生ずるのをに１［市するように【、た
ものである。

従って厚肉釧５　＠品や部分的に厚内部を有する鋳造品
にあっては夕月、のＭＯやＣｒを含有することが留！（
うしい。この場イ１のＭｏもしくはＣｒまたは両者の含
有１・１・は合計で０．０５−未満ではその効果が不充
分で；ｌ；、す、これが多過ぎると恒温変態処理に当っ
て熱浴中に保持する時間が長くなって不経済であるメト
らＭＯもしくをよＣｒ　１）：たは両者の含有ｍ、け合
計で０．０５〜０．５％とするのがよい。

共析変ｔＱｉ　ｆｌＡ度区間内の保持温度は前記第２図
に示すｉｌ’ｊ１’Ａ　ＷＩＸｌおよびＹ２−Ｚ２　か
ら得られた保持温度に対してＣｏまたＧｔ、Ｎｉの含有
量に応じた修正を行ブｔつた値に、更に２８℃Ｘ　（Ｍ
ｏ　％　十Ｃｒチ）を加立した温度とする。その余は前
記第１のづｉ明における手／ＩＦｉと同様である。

次にｊｊＹＨ例について説ＩＪＩする。

（Ｉ）　　基地＃Ｉ織に関する実ｇへ 球状黒鉛鋳鉄用銑、鋼ｒイ、フェロシリコン、ニッケル
および銅を原材料と１７．５９ｋｇ容Ｍ、の高周波討導
電気炉で溶解１−５ＦｅＢ！　−Ｍｇ合金添加屹よる黒
鉛球状化処理とフエｒ１シリゴン添加による後期接種を
施し、シェル鋳型にＪ’Ｊ込みＡ号Ｙブロックを鋳造し
、押湯部分を除去ｌ−て供試料とした。その化学組成は
第１表に示ゴどオ６す（：１１を大略１％、Ｎｉ　を大
略０．５％とＩ２、Ｓｉ　　含ｔ、１を変化させである
。図表には遊離フェライトのｈｌが併記しである。

注：ｉ’＝０．０５４へ住０６５、Ｓ＝Ｑ、００８〜０
．０１　Ｑ、ｉれら供試材から１．（ｌ　Ｘ　１．ＯＸ
　１０ｍｍの正大面体試料を採取し、次のツ１４１険を
行なった。

（１、Ｌ）　　６００℃以」二のＸＦ均加熱速度を２、
ｌ０１２０＋６よび４０℃／分にとり試料を７３０〜８
７０℃の間の温ＪＩ’ｔ４に加熱し７て６０分間保持し
、水冷してＪ、Ｉ：、ｌ’ｌｌｔ中のフェライトｍｌを
顕微鏡で線積分法によって測定ｌまた。ｌＬお上記保持
温度においてオースデノ゛イトでｔ）つた部分はマルテ
ンサイトになっているので容易に区別できる。

測定結果から各試料について基地中のフェライトが３０
チまたは７０チとなる加熱速度と保持温度どの関係を求
めると、第３図のようになる。図に、でいて同一８ｉ含
有−ｑ、の破線と実線との曲線で挾まれる範囲の変化か
ら判るよ５に、基地中のフェライトが３０〜７０ヴの間
延なる保持温度の範囲ｊ−７，、わちＭ　ｌ）域は加熱
速度が小さいほど広くなっており、’Ｉ’ｉｒに高Ｓｉ
含有側でその傾向が強い。

Ｍｌ）城の変化は加熱速度１０　’Ｙ；　／分Ｊ：り遅
い範囲で番、を次第に小さくなり、２℃／分以下ではほ
ぼ一定にｌｃるものと判断される。また保持温度の変化
けおよぞ１０〜ｂ し、い。従って保持稠度の薇ｆ）−る小さな範囲に押え
ながら広いＭＪ）域を得るためＩＣＩＩ、加熱速度を１
（）℃／分以下とするのがよいと考えられる。

第２図は第３図の各加熱速度につい′〔基力１シ中のフ
ェライトが３０チおよび７０％となる８１含有量と保持
温度との関係を求めたもので力）る。第２図から加熱速
度１０　”Ｃ７分以下でノ、＜；、　ｆ（１＜中の７ｆ
ライト量が３０〜７０％と１．（る（！、ｐ持温／（ｔ
は加熱速度１０℃、フェライト計３０チを示す直、９１
　Ｗｌ−、Ｘ　＋ど加熱速度２”（：、７分以下、フェ
ライト量７０チを示す直線Ｙ２−Ｚ２との間（斜線を引
いた範囲）の温度であることが理解できる。第２図から
例えばＳｌの含有量が３．０〜３．２％の間（差Ｉｔ、
に０．２　％　）にを゛ぶらついた場合でも加熱速度を
ｌ　Ｏ”Ｃ／分以丁として保持温度をＡ点で示す７９０
℃と１１点で示す８２７℃の間（Ｉｔ　＝３７℃）にと
ればノル地中のンエライ）ｌを３０〜７０ヴの範囲内に
することができることになる。

なおこの実験は大よそＣｕ　　１％、Ｎｉｐ、５ｖ、で
Ｍｔ＋　：ｉ、ｉ　Ｊ、びＣｒを含まない化学組成につ
いての実験で１．ろから、Ｃ＋＋　、　Ｎ　ｉ　、　Ｍ
ｏまたけＣｒの含有Ｉ＋１がこＪ＋と異なる３１４合に
はぞの含有量に応じて第２図かｒ）求めた保持温度に修
正を加える必要があることは前述Ｉ７たとおりである。

（Ｉ−２）本発明にＪ：って得られる球状黒鉛鋳鉄の１
１１１１Ａ’ｉ、　カル・、〜処理前の遊１１！Ｉ＃フ
ェライトの量によって影りνを受けるかと５かを調べる
ため、第２表に示す化学７＋１成の（Ｉｔ試土４を前実
験と同様にして製作【２、以ドの実ル１μ：’　１−ｒ
）、ｒつだ。

第４図はｆＪｌ、試料の鋳放し状態におけるｍ織を示″
′！顯微ｐ、ｔ　刀ＪＬ　（倍率１００倍）で、（ａ）
は供試材Ｐの、（＋））は供試料Ｑの相識を示して（・
る。遊離ンエジ−ｆ　）のＬｌはＰで番よ１７チ、Ｑで
は６チと測定された。供試料ＱはＭｎを含有しているた
め供試料Ｐに比べてブルスアイ状に析出１．た遊１１！
（ｌフエラ・イトの量が少な℃・。

これらの供試料な６００℃１犯−１−のマＦ吻加ＰＡ、
速度４′Ｃ／分で８１５℃に加熱して２時間保持したの
ち、３４０℃の亜硝酸系填浴中に移して２時間イ１４゛
持して空冷し、その組織を調べた。第５図はそのａ＊ｉ
写Ｊ’（（４００倍）で、（ａ）は供試料１）の、（１
））は供試料Ｑの組織を示している。基地のフェライト
搦はＰでは５５チ、Ｑでは５２チであり、両者の間には
実質的な組織上の差は認められない。

第４図、第５図から前処卵油にしよ供試料Ｐ、Ｑ。

間に遊離フェライトの月に差カリ、つても、熱処理　７
後の組織には差が認められな（ｊ（−）ており、本発明
にあっては遊離フェライトを含む組織の球状黒鉛鋳鉄を
出発拐料としても差支えないことが判る。

（１，ＯｉＦｔ＆械的性質的性質る実験（ＴＩ−１）　
　基地中のフェライト量と機械的性質との関係を調査す
るため前記実験（Ｉ）と同様にして第３表に示す化学組
成の供試料を製作した。

爪　３　岩　（％） 注：　　Ｉ’−４１，（１（ｉ３Ｎ４．０４０．　Ｓ−
０，０７〜０．０９ヘイｔ’？　＝（１，０３９〜０５
０ こ１１ｒ）供試（イをＪｌｉ析変態温度区間内の温度に
加Ｆｊ、ｊ〜（７たのＰ）、亜硝酸塩系塩浴中に移し、
恒温変態を行ノ、「わせでがら空冷する熱処理を施した
。その前処ＴＩｌ′！争作は２１１４表に示すとおりで
ある。熱処理後のノｉｔノｉｌ！はフェライ）・とベイ
ナイトの混合組織を星１．て℃ゴニ。

＼− 第　４　表 ；ｉ′ｔ　４表に示′１罎き処理を施１７た供試料から
乎行部径（＋　＋＋ｎｎ　、（゛乙α距ｐｉｊｆ２５０
１ｍの引張試験片およびシャルピー侑町本試験ハ（３号
試験片）を製作し７、・インス）、　ｒ−ｔン型引張試
験機を用いてＩ　ｒｒｕη／分のの歪；・ｌ　Ｊ（ｔ：
の引り１ｉ・（：１リイ）、５１（ｇ・！１１１００衝
撃試１け１．ｌｊで７１ｆｉｉむ試験を行ない、衝撃試
験片）よ次に検鏡【７てＪｌｌ、地中のフエライ）　Ｉ
Ｍを測定したのち硬さ試験に供Ｉ７た。

試験活用はｔｌ”、　（ｉ図に示すとおりである。引張
り強さ、耐力は）、１・地中のフェライトの幇の増加に
伴ノ１って低−Ｆ’　Ｌ、伸びはフェライトｆａの増加
に伴なって増加Ｌ’（いるのは通常のとおりである。衝
撃値は）：［ライト灯の増加に伴！１つて高くなるがお
よそ５０チ〜６０チでピークに達し、更に増加すると低
下゛４る何１向がみらＪする。硬さはフェライトＩ１１
の増加に」、って低下するのは予想どおりでネ）る。

モリブデンを含有する（ＪＬＫ４１はモリブデンを含有
しｙｘい伸、試料の成Ｘｌ］と比較すると衝撃値が高い
ほかは’ＩＹに差に＾は認められない。以上の結果がら
基地［１叩）フー■、ライトＢは６．：’＋ｊ度を持た
せるためには７０％以下とするのが望まｌ−＜、まｌ、
−充分／、（靭性を持たせるためと硬さの上昇を押えて
一＋Ｉ’ｊ削性を害しないようＫするためには３０％以
」二とするのが望ましいことが判る。

（ＩＩ−２）　　熱浴温度と機械的性質との関係を藍査
−４るため前記実験（Ｉ）と同様にして第３表に示す化
学組成を有する供試料を製作した。同表妬は鋳放し状態
における基地中のフェライトの川が併記り一である。

注：　Ｐ”０．０６２〜００４０、Ｓ＝０．０（１８〜
００１０、Ｍｇ二０．０４４〜０．０３２ これらの供試料を６００℃以上の平均加熱速度４℃／分
で１１−２は８１０°（じに、Ｑ−２および（シＩｔ、
　−２はＦｌ　１５”Ｃ’に、ｌ？、−２は８１９℃　
に加熱［７（」１１、を間イｊｌ：　Ｊ′冒、てか１’
）２５０〜４００　’Ｃの所定ｉ７＋１１９に（＋、：
持されたｌｌｉ硝酸系塩浴中に移し、２時間保持ｌまた
のち空冷した。これから試験片を採取（−て前記′−：
）！ｉ５≦＞　（１１−、−１，、）と同様の試験を行
なった。

試験結果を第７図に示す。なお基地中のフェライト１旧
よ供試ＩＰ−２、ｎ、−２、Ｑｌｌ、−２では５０〜５
５チ（ベイナイト川５０〜４５チ）、Ｑ−２で番１４７
〜５３チ（ベイナイト量５３〜４７％）で力、つた。図
から判るように塩浴温度が高くなイ）はど引張り強さと
硬さが低下し、耐力は上昇−する。伸びは塩浴温度３５
０〜３７５℃でピークに達し、衝撃値は３５０℃でピー
クを示している。しかし塩浴温度４００　’Ｃでもなお
伸びは１２％以上、衝撃値は１．３　ｋｇ　−ｍ　／　
ｃｍ２以上を示している。これらの結！■から優れた靭
性が得られる塩浴温度は２５０〜４ｏｏ℃の範囲で、％
に好ましい範囲ば３　（１０〜３７５℃であることが判
る。

以」−説明した」、うに本発明の熱処理方法によれば出
発Ｈｆ１のフェライト劃には関係が１【＜、熱処理温度
の許容範囲も広いので、鋳造品の化学組成や肉厚に変動
が力）つ°〔も、イーれらに斤１．１−′Ｃ熱前処温度
を厳密に制御１１する必要けｌ、「＜大口生産に好適で
あって工栗上の利用価値によきわめて太きい。また本発
明の方法によって得ｒ）ｉする球状黒鉛鋳鉄け。

優れた強靭性を有１７、その機械的性質は前記先行出願
の球状黒鉛鋳鉄のそれに比べて劣ること＆］ｌｚい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る球状黒鉛鋳鉄のＮｉとＣ１１の含
有量の範囲を示すグラフ、第２図は同じくＳｉ含有量と
共析変態温度区間保持温度とを座標軸にとって加熱速度
とフェライト月との関係を示すグラフ、第３図は同じく
保持温度までの加熱速度と同保持温度とを座標軸にとっ
てフェライトＰａ、Ｓｉ含有川用のＷｌ係を示すグラフ
、第４図＆３．実験例の熱処理前の供試材の組織を示す
顕微Ｑλ′ｑハ、（ｘｔｏＯ）、第５図は同じく熱処理
後の組織を示す顕微鏡写真（Ｘ４００）、第６図は本発
明に係る球状黒鉛鋳鉄の基地中のフェライト員とｍ　械
的関係の一例を示すグラフ、第７図は同じく塩浴中イｖ
持温パ（と轡械的性質との関係の一例を示すグラフであ
る。 １１げ１１人代理人　ｊｒ理士　鴨志１）次　男第２図 ＳＬ’、９≦ 第４図 Ｘ１００　　　　　　Ｘ１００ 第５図 Ｘ４００　　　　　Ｘ４００

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃ３〜４％、Ｓｔ　２．２〜３．７　％、Ｍｎ　１
   ％以下、ＰＯ，］％以下、８０．０２＋％以下、黒鉛球
   状此処η１！元素０．０７％以下、並びにＣｏ　　Ｑ、
   ４〜２チも！〜くはＮｉ　　０．７〜３％または添付図
   面第１図に示すＡ　（−（、’ｕ　（１，４％、Ｎｉ　
   　０％）、１３（Ｃｏ２％、Ｎ１（１チ）、Ｃ（ＮｔＱ
   、７％、Ｃｌｌ０チ）、Ｄ（Ｎｉ　　３％、Ｃｌｌ０％
   ）、Ｆｉ（Ｎｔ１％、Ｃｏ　２％）で間まわる範囲内の
   ＣｏとＮｉ　とを含有【２、残部が実ｑｌ的にＦ　ｅか
   ら７、ｒる球状黒鉛鋳鉄な共析変態温度区間内の温度に
   加熱保持してフェライト、オーステナイトおよび黒鉛の
   共存する組織としたのち冷却【７てマルテンザイト粒ま
   たはベイナイト粒とノＪ、ライト粒どの混合した基地中
   に球状黒鉛が。 晶出（７ている和ｌｉｔ’；とする強靭球状黒鉛鋳鉄の
   熱処理方法であって、共析変態温度区間内の温度への平
   均加熱速度を６００℃以上の温度域において１０℃／分
   以下とし、かつ共析変態湯度１ヌ間内の保持温度を添付
   図面第２図に示す直線Ｗｌ−Ｘ＋と直１ｊ　Ｙ２−　Ｚ
   ２上の８１　　含有量に対応する温度からＣｕ　または
   Ｎｉ　の含有量に応じて２１℃ｘ　（Ｃ。 ％−１％）または２１℃ｘ　（Ｎｉ　　％−０，５％　
   ）を減じた温度間の温度とし、基地中のフェライトも°
   Ｉが面積率で３，０〜７０％の混合基地組織とすること
   を特徴とする強靭球状黒鉛鋳鉄の熱処理方法。 ２、Ｃ３〜４チ、Ｓｉ２．２〜３．７チ、Ｍｎ　１％以
   下、Ｐｏ、ｚ％以下、８０．０２％以下、黒鉛球状化処
   理元素０．０７チ以下、Ｍｏお」：びＣｒ　の１種また
   は２種を金側で０．０５〜０．５％、並びにＣｌｌ０１
   ５〜２％もしくはＮ１１〜３チまたは添付図面第１図に
   示すＡ　（Ｃｏ　Ｑ、４　％、ＮｉＱ％）、ＩＩ　（Ｃ
   ｕ２％、Ｎｉ　　９％）、Ｃ（ＮｉＱ、７Ｉ１４、Ｃｌ
   ｌ０％）、Ｔ）（Ｎｉ３％、Ｃ，ｕ　９％）、］’３　
   （Ｎｉ　　ｌ　％、Ｃｕ　２％）で囲まれる範囲内のＣ
   ｏどＮｉ　とを含有し、残部が実質曲尾Ｆｅからなる球
   状黒鉛鋳鉄を共析変態温度区間内の温度に加熱保持して
   フェライト、オーステナイトおよび黒鉛の共存する紹ｆ
   （’；ｌ）、どしたのｒ）玲却Ｉ７てマル′ア“ンツ゛
   イト粒またはペイナイトオ′＼゛ｌとフェライト粒との
   混合した基地中に球状黒鉛が晶出している１１１織とす
   る強靭球状黒鉛ζ！ｔｔ’ｌ、のｐ、・〜処理方法であ
   つＣ，共イバ変態温度区間内の温度への７１７１加熱速
   度を６００℃以上の温度域に１．マいて１０°０／分以
   下とし、かつ共析変態温度区間内の保持温度な添付図面
   第２図に示す直線Ｗ、−Ｘ、ど直線Ｙ２　　Ｚ２上のＳ
   ＋含有最に対応する温度からＣｎ　、　Ｎｉ　　の含有
   相に応じて２１℃×（Ｃｏ　％−１％）、もしくは２１
   ℃（Ｎｉチー０５チ）を減じ、または前記温度にＭｏ　
   、　Ｃｒの含有）１に応じて２８℃×（ＭＯチー４−Ｃ
   ｒ　％）を加ｐした温度の間の温度どして基地中のフェ
   ライト粒が面積率で３０〜７０％の混合基地組織とする
   ことを／ｌ’！Ｉ’徴とゴる強靭球状黒鉛鋳鉄の熱処理
   方法