JPS60243216A - 球状黒鉛鋳鉄の熱処理法 - Google Patents
球状黒鉛鋳鉄の熱処理法Info
- Publication number
- JPS60243216A JPS60243216A JP9806884A JP9806884A JPS60243216A JP S60243216 A JPS60243216 A JP S60243216A JP 9806884 A JP9806884 A JP 9806884A JP 9806884 A JP9806884 A JP 9806884A JP S60243216 A JPS60243216 A JP S60243216A
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- Japan
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- heat
- cast iron
- treated
- spheroidal graphite
- graphite cast
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D5/00—Heat treatments of cast-iron
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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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。
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、球状黒鉛鋳鉄に係り、更に詳細には球状黒
鉛鋳鉄の熱処理法に係る。 ゛ 従来技術 球状黒鉛鋳鉄の強度や靭性を向上きせる方法の一つとし
て、恒温変態により基地組織をベイナイト化させるオー
ステンパー処理が知られている。
鉛鋳鉄の熱処理法に係る。 ゛ 従来技術 球状黒鉛鋳鉄の強度や靭性を向上きせる方法の一つとし
て、恒温変態により基地組織をベイナイト化させるオー
ステンパー処理が知られている。
このオーステンパー処理は第３図に示されている如＜’
；９ｏｏ℃前後に加熱保持して基地組織をオーステナイ
ト化させた後、２００〜５００℃に急冷保持してＢｓ点
よりＢｆ点まで恒温変態させ、これにより基地組織をベ
イナイト化させ、しかる後常温にまで冷却する方法であ
る。
；９ｏｏ℃前後に加熱保持して基地組織をオーステナイ
ト化させた後、２００〜５００℃に急冷保持してＢｓ点
よりＢｆ点まで恒温変態させ、これにより基地組織をベ
イナイト化させ、しかる後常温にまで冷却する方法であ
る。
しかしかかる従来のオーステンパー処理に於ては、被熱
処理材の肉厚が比較的大きい場合には、被熱処理材をオ
ーステナイト化温度より急冷しても、質量効果により被
熱処理材の中心部が十分には急冷されず、そのため中心
部をベイナイト化できないことがある。例えば第４図の
実線は比較的肉厚の大きい被熱処理材の表面部の冷却曲
線を示しており、破線は中心部の冷却曲線を示している
。
処理材の肉厚が比較的大きい場合には、被熱処理材をオ
ーステナイト化温度より急冷しても、質量効果により被
熱処理材の中心部が十分には急冷されず、そのため中心
部をベイナイト化できないことがある。例えば第４図の
実線は比較的肉厚の大きい被熱処理材の表面部の冷却曲
線を示しており、破線は中心部の冷却曲線を示している
。
この第４図より解る如く、表面部は１３ｓ点及びＢｆ点
を通過することによって完全にベイナイト化されるが、
中心部はｐｓ点及びＰｆ点を通過し、そのため中心部は
ベイナイト化されずにパーライト組織になることがある
。
を通過することによって完全にベイナイト化されるが、
中心部はｐｓ点及びＰｆ点を通過し、そのため中心部は
ベイナイト化されずにパーライト組織になることがある
。
かかる問題を解消する方法として、被熱処理材の肉厚を
小さくしたり、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｕ等の合金元素を添加し
てＱｓ点及びＢｆ点を長時間側に移行させる方法がある
が、部材の設計上被熱処理材の肉厚を小さくすることは
不可能であることが多く、また合金元素を添加すること
により球状黒鉛鋳鉄のコストが高くなり、特にＭＯを多
量に添加すると炭化物が多量に折、出して強度を十分に
向上させることができなくなり、またＮ１５ＣＩＪを添
加すると球状黒鉛鋳鉄の鋳造性が悪化されるという問題
がある。
小さくしたり、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｃｕ等の合金元素を添加し
てＱｓ点及びＢｆ点を長時間側に移行させる方法がある
が、部材の設計上被熱処理材の肉厚を小さくすることは
不可能であることが多く、また合金元素を添加すること
により球状黒鉛鋳鉄のコストが高くなり、特にＭＯを多
量に添加すると炭化物が多量に折、出して強度を十分に
向上させることができなくなり、またＮ１５ＣＩＪを添
加すると球状黒鉛鋳鉄の鋳造性が悪化されるという問題
がある。
発明の目的
本発明は、従来の球状黒鉛鋳鉄のオーステンパー処理に
於＄Ｊる上述の如き問題に鑑み、被熱処理材の肉厚が比
較的小さい場合には合金元素を添加しなくてもその中心
部まで完全にベイナイト化させることができ、被熱処理
材の肉厚が比較的大きい場合にも合金元素を少量添加す
るだけでその中心部まで完全にベイナイト化させること
ができる改善された球状黒鉛鋳鉄の熱処理法を提供する
ことを目的としている。
於＄Ｊる上述の如き問題に鑑み、被熱処理材の肉厚が比
較的小さい場合には合金元素を添加しなくてもその中心
部まで完全にベイナイト化させることができ、被熱処理
材の肉厚が比較的大きい場合にも合金元素を少量添加す
るだけでその中心部まで完全にベイナイト化させること
ができる改善された球状黒鉛鋳鉄の熱処理法を提供する
ことを目的としている。
発明の構成
上述の如き目的は、本発明によれば、球状黒鉛鋳鉄製の
被熱処理材を８００〜９５０℃に加熱保持した後、前記
被熱処理材をその表面部の温度が２００〜３００℃にな
るまで急冷し、しかる後前記被熱処理材を３５０〜５０
０℃に加熱保持してベイナイト変態させることを含む球
状黒鉛鋳鉄の熱処理法によって達成される。
被熱処理材を８００〜９５０℃に加熱保持した後、前記
被熱処理材をその表面部の温度が２００〜３００℃にな
るまで急冷し、しかる後前記被熱処理材を３５０〜５０
０℃に加熱保持してベイナイト変態させることを含む球
状黒鉛鋳鉄の熱処理法によって達成される。
発明の作用及び効果
本発明によれば、３５０〜５００℃に於ける恒温変態に
先立ち、被熱処理材がその表面部の温度が２００〜３０
０℃に急冷されることにより、被熱処理材の中心部がｐ
ｓ点及びＰｆ点を通過せず１３ｓ点及びＢｆ点を通過す
ることが確保されるので、被熱処理材の中心部まで完全
にベイナイト化させることができる。また被熱処理材の
肉厚が比較的大きい場合にも、従来のオーステンパー処
理の場合に比して少量の合金元素を添加するだけで被熱
処理材の中心部まで完全にベイナイト化させることがで
き、これにより合金元素を多量に添加することに伴なう
コストの増大や強度及び鋳造性の低下を回避することが
できる。例えば本発明の熱処理法によれば、被熱処理材
が丸棒である場合には、直径が約１００＋ｇ−までの範
囲であれば合金元素を添加することなく中心部まで完全
にベイナイト化させることができる。
先立ち、被熱処理材がその表面部の温度が２００〜３０
０℃に急冷されることにより、被熱処理材の中心部がｐ
ｓ点及びＰｆ点を通過せず１３ｓ点及びＢｆ点を通過す
ることが確保されるので、被熱処理材の中心部まで完全
にベイナイト化させることができる。また被熱処理材の
肉厚が比較的大きい場合にも、従来のオーステンパー処
理の場合に比して少量の合金元素を添加するだけで被熱
処理材の中心部まで完全にベイナイト化させることがで
き、これにより合金元素を多量に添加することに伴なう
コストの増大や強度及び鋳造性の低下を回避することが
できる。例えば本発明の熱処理法によれば、被熱処理材
が丸棒である場合には、直径が約１００＋ｇ−までの範
囲であれば合金元素を添加することなく中心部まで完全
にベイナイト化させることができる。
本発明の一つの詳細な特徴によれば、オーステナイト化
加熱保持条件は８ｏｏ〜９５０’ＣＸ０゜５〜３１間が
好ましい。加熱温度が８００’Ｃ以下の場合にはオース
テナイト化に長時間を要し、９５０℃以上の場合には熱
エネルギの無駄が生じる。
加熱保持条件は８ｏｏ〜９５０’ＣＸ０゜５〜３１間が
好ましい。加熱温度が８００’Ｃ以下の場合にはオース
テナイト化に長時間を要し、９５０℃以上の場合には熱
エネルギの無駄が生じる。
また加熱時間が０．５時間以下の場合には均一なオース
テナイト化が困難であり、３時間以上の場合にはオース
テナイト結晶粒が粗大化し、強度を十分に向上させるこ
とが困難になるだけでなくエネルギが無駄に消費される
ことになる。
テナイト化が困難であり、３時間以上の場合にはオース
テナイト結晶粒が粗大化し、強度を十分に向上させるこ
とが困難になるだけでなくエネルギが無駄に消費される
ことになる。
本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、オーステナイ
ト化の加熱後に行われる２００〜３００℃への急冷は油
冷又は塩浴冷却により行われることが好ましく、その場
合の冷却温度及び保持時間はオーステナイト化のための
加熱温度、被熱処理材の質量（特に肉厚）に応じて、被
熱処理材の中心部がＰｓ点及びＰｆ点を通過しないよう
２００〜３００℃、５秒〜１２０秒の範囲にて設定され
る。特に冷却温度については、通常の球状黒鉛鋳鉄のＭ
ｓ点が２００’Ｃ近傍にあるため、冷却温度の下限値は
２１０’Ｃとされることが好ましい。
ト化の加熱後に行われる２００〜３００℃への急冷は油
冷又は塩浴冷却により行われることが好ましく、その場
合の冷却温度及び保持時間はオーステナイト化のための
加熱温度、被熱処理材の質量（特に肉厚）に応じて、被
熱処理材の中心部がＰｓ点及びＰｆ点を通過しないよう
２００〜３００℃、５秒〜１２０秒の範囲にて設定され
る。特に冷却温度については、通常の球状黒鉛鋳鉄のＭ
ｓ点が２００’Ｃ近傍にあるため、冷却温度の下限値は
２１０’Ｃとされることが好ましい。
本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、恒温変態
させるべく３５０〜５００’Ｃに加熱保持することは被
熱処理材を塩浴中に浸漬することにより行われることが
好ましく、保持時間は２０分以上であることが好ましい
。保持時間が２０分以下である場合には被熱処ＩＪ！材
の中心部まで十分に恒温変態させてベイナイト化させる
ことが困難であり、保持時間がｐ時間以上である場合に
はそれまでに被熱処理材の中心部まで完全に恒温変態が
完了しており、従って熱エネルギを無駄に消費すること
になる。また加熱温度が３５０℃以下である場合には、
機械的性質や加工性が損われるという不具合があり、加
熱温度が５００℃以上の場合には強度等の特性を十分に
向上させることができないという不具合がある。
させるべく３５０〜５００’Ｃに加熱保持することは被
熱処理材を塩浴中に浸漬することにより行われることが
好ましく、保持時間は２０分以上であることが好ましい
。保持時間が２０分以下である場合には被熱処ＩＪ！材
の中心部まで十分に恒温変態させてベイナイト化させる
ことが困難であり、保持時間がｐ時間以上である場合に
はそれまでに被熱処理材の中心部まで完全に恒温変態が
完了しており、従って熱エネルギを無駄に消費すること
になる。また加熱温度が３５０℃以下である場合には、
機械的性質や加工性が損われるという不具合があり、加
熱温度が５００℃以上の場合には強度等の特性を十分に
向上させることができないという不具合がある。
本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、本発明の
熱処理法により基地組織をベイナイト化される球状黒鉛
鋳鉄は、合金元素を添加されていない普通の球状黒鉛鋳
鉄、即ら３．０〜４．５ｗｔ％Ｃ，１，５〜３，５ｗｔ
％Ｓｉ 、０．０２〜０゜１０ｗｔ％Ｍｇ、残部実質的
にＦｅなる組成を有する球状黒鉛鋳鉄であって良く、特
に被熱処理材の肉厚が比較的大きい場合、例えば被熱処
理材が丸棒であってその直径が１００Ｉｌｌ１以上２５
０ｍ−以下の場合には上述の球状黒鉛鋳鉄にＭＯｌＮｉ
ｌＣＵがそれぞれ０．０５〜０．３ｗｔ％、０．１〜１
゜ｏｗｔ％、０．３〜３，８ｗｔ％添加された球状黒鉛
鋳鉄であることが好ましい。
熱処理法により基地組織をベイナイト化される球状黒鉛
鋳鉄は、合金元素を添加されていない普通の球状黒鉛鋳
鉄、即ら３．０〜４．５ｗｔ％Ｃ，１，５〜３，５ｗｔ
％Ｓｉ 、０．０２〜０゜１０ｗｔ％Ｍｇ、残部実質的
にＦｅなる組成を有する球状黒鉛鋳鉄であって良く、特
に被熱処理材の肉厚が比較的大きい場合、例えば被熱処
理材が丸棒であってその直径が１００Ｉｌｌ１以上２５
０ｍ−以下の場合には上述の球状黒鉛鋳鉄にＭＯｌＮｉ
ｌＣＵがそれぞれ０．０５〜０．３ｗｔ％、０．１〜１
゜ｏｗｔ％、０．３〜３，８ｗｔ％添加された球状黒鉛
鋳鉄であることが好ましい。
実施例
第１図は本発明による熱処理法の一つの実施例を示す解
図的冷却曲線である。この実施例は直径３Ｑｍａｉ以下
、長さ１５０ｍ１の丸棒の被熱処理材について行われた
ものであり、先ず被熱処理材を９００℃に１時間加熱し
て被熱処理材全体をオーステナイト化させた後、油冷に
よって２３０℃付近まで急冷し、しかる後すぐに４００
℃の塩浴中に被熱処理材を浸漬し、その状態を２時間維
持した後、常温にまで冷却する場合を示している。この
実施例に於ては、被熱処理材の直径が小さいので、被熱
処理材をオーステナイト化温度より急冷すると、被熱処
理材の中心部も表面部と実質的に同一の２３０℃の温度
に急冷される。
図的冷却曲線である。この実施例は直径３Ｑｍａｉ以下
、長さ１５０ｍ１の丸棒の被熱処理材について行われた
ものであり、先ず被熱処理材を９００℃に１時間加熱し
て被熱処理材全体をオーステナイト化させた後、油冷に
よって２３０℃付近まで急冷し、しかる後すぐに４００
℃の塩浴中に被熱処理材を浸漬し、その状態を２時間維
持した後、常温にまで冷却する場合を示している。この
実施例に於ては、被熱処理材の直径が小さいので、被熱
処理材をオーステナイト化温度より急冷すると、被熱処
理材の中心部も表面部と実質的に同一の２３０℃の温度
に急冷される。
第２図は本発明による熱処理法の他の一つの実施例を示
す解図的冷却曲線である。この実施例は直径７０Ｉｌｌ
Ｉｌ１１長さ１５０ｇｕ＋の丸棒状の被熱処理材につい
て行われた実施例である。
す解図的冷却曲線である。この実施例は直径７０Ｉｌｌ
Ｉｌ１１長さ１５０ｇｕ＋の丸棒状の被熱処理材につい
て行われた実施例である。
先ず被熱処理材を９００℃に１．５時間加熱保持した後
、被熱処理材の表面温度が２５０℃になるまで被熱処理
材を油冷によって急冷し、しかる後３９０℃の塩浴中に
３時間浸漬した後、被熱処理材を徐冷した。かくして熱
処理された球状黒鉛鋳鉄（３，７ｗｔ％Ｃ，２，６ｗｔ
％Ｓｉ 、０．０３９ｗｔ％Ｍｇ、残部実質的にＦｅ）
の靭性は、オーステナイト化処理された後３９０℃に塩
浴冷却によって急冷され、しかる後３９０℃にて恒温変
態処理された合金元素を添加された球状黒鉛鋳鉄（３，
６５ｗｔ％Ｃ，２，７ｗｔ％Ｓ’ｉ、０．０４２ｗｔ％
Ｍｇ、０．２ｗｔ％ＭＯ，０，５ｗｔ％Ｎｔ 、Ｏ。
、被熱処理材の表面温度が２５０℃になるまで被熱処理
材を油冷によって急冷し、しかる後３９０℃の塩浴中に
３時間浸漬した後、被熱処理材を徐冷した。かくして熱
処理された球状黒鉛鋳鉄（３，７ｗｔ％Ｃ，２，６ｗｔ
％Ｓｉ 、０．０３９ｗｔ％Ｍｇ、残部実質的にＦｅ）
の靭性は、オーステナイト化処理された後３９０℃に塩
浴冷却によって急冷され、しかる後３９０℃にて恒温変
態処理された合金元素を添加された球状黒鉛鋳鉄（３，
６５ｗｔ％Ｃ，２，７ｗｔ％Ｓ’ｉ、０．０４２ｗｔ％
Ｍｇ、０．２ｗｔ％ＭＯ，０，５ｗｔ％Ｎｔ 、Ｏ。
３ｗｔ％Ｃｕ１残部実質的にＦｅ）の靭性と実質的に同
一であった。
一であった。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であること
は当業者にとって明らかであろう。
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であること
は当業者にとって明らかであろう。
第１図は本発明による熱処理法の一つの実施例を示すｉ
図的冷却曲線、第２図は本発明による熱処理法の他の一
つの実施例を示す解図的冷却曲線、第３図及び第４図は
従来のオーステンパー処理を示す解図的冷却曲線である
。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 代 理 人 弁理士 明石 昌毅 第１図 第２図 ・第 ３ 図 第４図
図的冷却曲線、第２図は本発明による熱処理法の他の一
つの実施例を示す解図的冷却曲線、第３図及び第４図は
従来のオーステンパー処理を示す解図的冷却曲線である
。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 代 理 人 弁理士 明石 昌毅 第１図 第２図 ・第 ３ 図 第４図
Claims (1)
- （１）球状黒鉛鋳鉄製の被熱処理材を８００〜９５０℃
に加熱保持した後、前記被熱処理材をその゛表面部の温
度が２００〜３００℃になるまで′急冷し、しかる後前
記被熱処理材を３５０〜５００℃に加熱保持してベイナ
イト変態させることを含む球状黒鉛鋳鉄の熱処理法。 （２、特許請求の範囲第１項の球状黒鉛鋳鉄の熱処理法
に於て、前記球状黒鉛鋳鉄は３．０〜４゜５ｗｔ％Ｃ，
１，５〜３．５ｗｔ％Ｓｉ、、０．０２〜ｏ、１ｏｗｔ
％Ｍ（１，、残部実質的にＦｅなる組成を有することを
特徴とする球状黒鉛鋳鉄の熱処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9806884A JPS60243216A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 球状黒鉛鋳鉄の熱処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9806884A JPS60243216A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 球状黒鉛鋳鉄の熱処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60243216A true JPS60243216A (ja) | 1985-12-03 |
Family
ID=14210016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9806884A Pending JPS60243216A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 球状黒鉛鋳鉄の熱処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60243216A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63259017A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-26 | Komatsu Ltd | 熱解析によるオ−ステンパ熱処理方法及び装置 |
| JPH05112817A (ja) * | 1991-07-01 | 1993-05-07 | Japan Small Corp | Ａｄｉ部品の熱処理方法 |
| CN107829022A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-03-23 | 中原内配集团股份有限公司 | 一种离心铸造超级复合材料刮碳环及其生产工艺 |
-
1984
- 1984-05-16 JP JP9806884A patent/JPS60243216A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63259017A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-26 | Komatsu Ltd | 熱解析によるオ−ステンパ熱処理方法及び装置 |
| JPH05112817A (ja) * | 1991-07-01 | 1993-05-07 | Japan Small Corp | Ａｄｉ部品の熱処理方法 |
| CN107829022A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-03-23 | 中原内配集团股份有限公司 | 一种离心铸造超级复合材料刮碳环及其生产工艺 |
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