JPS6119730A - 球状黒鉛鋳鉄部品の製造方法 - Google Patents
球状黒鉛鋳鉄部品の製造方法Info
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- JPS6119730A JPS6119730A JP59139429A JP13942984A JPS6119730A JP S6119730 A JPS6119730 A JP S6119730A JP 59139429 A JP59139429 A JP 59139429A JP 13942984 A JP13942984 A JP 13942984A JP S6119730 A JPS6119730 A JP S6119730A
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- spheroidal graphite
- graphite cast
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- iron parts
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-
- 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
- C21D8/00—Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
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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】
〔技術分野〕
本発明は球状黒鉛鋳鉄部品の製造方法に関するものであ
り、特に、□疲労強度及び耐摩耗性の優れた球状黒鉛鋳
鉄部品を提供する製造方法に関するものである。
り、特に、□疲労強度及び耐摩耗性の優れた球状黒鉛鋳
鉄部品を提供する製造方法に関するものである。
鉄鋼材料の摩耗及び疲労破壊はいずれも表面から始まる
。従って鉄鋼材料自体の耐摩耗性を高めるには表面を硬
くすることが有効であり、疲労強度の向上には表面圧縮
内部応力を残留させておくことが有効であることは従来
知られている。そして、その方法として、表面を急速に
加熱し、ただちに焼入れで表面だけを硬化させる表面焼
入れ法、表面から炭素を拡散浸透させて硬くする浸炭法
、表面から窒素を拡散浸透させる窒化法、またはショッ
トピーニング法等がある。しかしながらこれらの方法は
、熱影響、表面精度、コストなどから鑑みると最適な方
法とはならない場合があった。
。従って鉄鋼材料自体の耐摩耗性を高めるには表面を硬
くすることが有効であり、疲労強度の向上には表面圧縮
内部応力を残留させておくことが有効であることは従来
知られている。そして、その方法として、表面を急速に
加熱し、ただちに焼入れで表面だけを硬化させる表面焼
入れ法、表面から炭素を拡散浸透させて硬くする浸炭法
、表面から窒素を拡散浸透させる窒化法、またはショッ
トピーニング法等がある。しかしながらこれらの方法は
、熱影響、表面精度、コストなどから鑑みると最適な方
法とはならない場合があった。
本発明は上記した従来の知見に基づきなされたものであ
り、残留オーステナイトが多量に存在する球状黒鉛鋳鉄
部品の表面のみをマルテンサイト化することにより、疲
労強度及び耐摩耗性の優れた球状黒鉛鋳鉄部品を与える
製造方法を提供することを目的する。
り、残留オーステナイトが多量に存在する球状黒鉛鋳鉄
部品の表面のみをマルテンサイト化することにより、疲
労強度及び耐摩耗性の優れた球状黒鉛鋳鉄部品を与える
製造方法を提供することを目的する。
本発明は、球状黒鉛鋳鉄部品を８５０〜９５０℃に一定
時間加熱保持してオーステナイト化する工程と、オース
テナイト化された該球状黒鉛鋳鉄部品を２００〜５００
℃に一定時間保持して恒温変態させる工程と、恒温変態
させた該球状黒鉛鋳鉄部品の少なくとも一部表面層に０
．１０〜０゜２５％のひずみが生ずる応力を与え、該応
力が与えられた表面層のみをマルテンサイト化する工程
とから成ることを特徴とするものである。
時間加熱保持してオーステナイト化する工程と、オース
テナイト化された該球状黒鉛鋳鉄部品を２００〜５００
℃に一定時間保持して恒温変態させる工程と、恒温変態
させた該球状黒鉛鋳鉄部品の少なくとも一部表面層に０
．１０〜０゜２５％のひずみが生ずる応力を与え、該応
力が与えられた表面層のみをマルテンサイト化する工程
とから成ることを特徴とするものである。
残留オーステナイトにＭｓ点以上の温度で応力を付加す
ると残留オーステナイトのマルテンサイト化が進行する
ことは加工誘起変態として従来知られている。こ−れは
外力が結晶変形を助ける為である。本発明はこの知見に
基づき鋭意研究の結果、残留オーステナイトの多量に存
在する球状黒鉛鋳鉄部品′に対し０．１０〜０．２５％
のひずみが生ずる応力を与えることにより、該球状黒鉛
鋳鉄部品の表面層のみがマルテンサイト化し、内部は残
留オーステナイトのままであることを発見して本発明を
完成したものである。
ると残留オーステナイトのマルテンサイト化が進行する
ことは加工誘起変態として従来知られている。こ−れは
外力が結晶変形を助ける為である。本発明はこの知見に
基づき鋭意研究の結果、残留オーステナイトの多量に存
在する球状黒鉛鋳鉄部品′に対し０．１０〜０．２５％
のひずみが生ずる応力を与えることにより、該球状黒鉛
鋳鉄部品の表面層のみがマルテンサイト化し、内部は残
留オーステナイトのままであることを発見して本発明を
完成したものである。
本発明の製造方法に使用される球状黒鉛鋳鉄部品は、従
来からの、通常の球状黒鉛鋳鉄により鋳造された部品が
用いられる。該球状黒鉛鋳鉄部品の形状は特に制限はな
いが、応力を均一に付与する意味において、棒状あるい
は平板状の断面がほぼ一定の長尺状のものが望ましい。
来からの、通常の球状黒鉛鋳鉄により鋳造された部品が
用いられる。該球状黒鉛鋳鉄部品の形状は特に制限はな
いが、応力を均一に付与する意味において、棒状あるい
は平板状の断面がほぼ一定の長尺状のものが望ましい。
該球状黒鉛鋳鉄部品はまず８５０〜９５０℃にて０．５
〜３時間加熱保持されることによりオーステナイト化さ
れる。オーステナイト化された該球状黒鉛鋳鉄部品は、
２００〜５００℃にて０゜５〜１０時間保持して恒温変
態をなされるごとにより、残留オーステティ１−ｑ２０
〜８０％寺存在させることができる。加熱尽び保持時間
が上記の条件からはずれた２場合には、残留オーステナ
イトの含有量が少なくなるか、あるいは安定した含有量
が得られない為、本発明の効果が得られない場合がある
。
〜３時間加熱保持されることによりオーステナイト化さ
れる。オーステナイト化された該球状黒鉛鋳鉄部品は、
２００〜５００℃にて０゜５〜１０時間保持して恒温変
態をなされるごとにより、残留オーステティ１−ｑ２０
〜８０％寺存在させることができる。加熱尽び保持時間
が上記の条件からはずれた２場合には、残留オーステナ
イトの含有量が少なくなるか、あるいは安定した含有量
が得られない為、本発明の効果が得られない場合がある
。
上記により得られた残留オーステナイトが多量に存在す
る球状黒鉛鋳鉄部品に、０．１０〜０゜°２５％のひず
みが生ずる応力が与えられると、内部の残留オーステナ
イトは、はとんど変化せずそのまま残留オーステナイと
して存在するが、表面層の残留オーステナイトはほとん
どマルテンサイト化される。ここで０．１０〜０．２５
％のひずみが生ずる応力としては、引張り、圧縮及び衝
撃等の応力でよいが、マルテンサイト変態を助長する引
張り応力が特に効果がある。また、例えば曲げ加工のよ
うに、棒状の球状黒鉛鋳鉄部品に応力を作用させれば、
曲げられた部分一部分のみをマルテンサイト化すること
もできる。
る球状黒鉛鋳鉄部品に、０．１０〜０゜°２５％のひず
みが生ずる応力が与えられると、内部の残留オーステナ
イトは、はとんど変化せずそのまま残留オーステナイと
して存在するが、表面層の残留オーステナイトはほとん
どマルテンサイト化される。ここで０．１０〜０．２５
％のひずみが生ずる応力としては、引張り、圧縮及び衝
撃等の応力でよいが、マルテンサイト変態を助長する引
張り応力が特に効果がある。また、例えば曲げ加工のよ
うに、棒状の球状黒鉛鋳鉄部品に応力を作用させれば、
曲げられた部分一部分のみをマルテンサイト化すること
もできる。
上記の球状黒鉛鋳鉄部品の表面層のみをマルテンサイト
化する応力は、室’ｉ”’ｉ’ｏ ｏ℃の温度で作用さ
せるとよい。また、該応力により、該球状黒鉛鋳鉄部品
の表面層の残留オーステナイトが加工誘起変態によりマ
ルテンサイト化されるに必要なエネルギーが与えられれ
ば良い。すなわち、与えられる応力は瞬間的に強くても
よいし、弱い応力を長時間与えてもよい。
化する応力は、室’ｉ”’ｉ’ｏ ｏ℃の温度で作用さ
せるとよい。また、該応力により、該球状黒鉛鋳鉄部品
の表面層の残留オーステナイトが加工誘起変態によりマ
ルテンサイト化されるに必要なエネルギーが与えられれ
ば良い。すなわち、与えられる応力は瞬間的に強くても
よいし、弱い応力を長時間与えてもよい。
（発明の効果）
残留オーステナイトは焼割れを防止し、また焼入鋼のし
ん性を高め、焼入れひずみを軽減する効果があることは
、従来知られている。本発明の製造方法により、内部に
残留オーステナイトが多量に存在し、表面層はほとんど
マルテンサイト化された球状黒鉛鋳鉄部品を得ることが
できる。すなわち本発明の製造方法により、耐摩耗性に
優れ、じん性の高い、疲労強度に優れた球状黒鉛鋳鉄部
品を冑ることができる。
ん性を高め、焼入れひずみを軽減する効果があることは
、従来知られている。本発明の製造方法により、内部に
残留オーステナイトが多量に存在し、表面層はほとんど
マルテンサイト化された球状黒鉛鋳鉄部品を得ることが
できる。すなわち本発明の製造方法により、耐摩耗性に
優れ、じん性の高い、疲労強度に優れた球状黒鉛鋳鉄部
品を冑ることができる。
本発明の製造方法を棒状の球状黒鉛鋳鉄部品に適用した
場合には、該球状黒鉛鋳鉄部品の両端を単純に引張るこ
とにより、該球状黒鉛鋳鉄部品の表面全体をマルテンサ
イト化できる。また、曲げ加工される鉄鋼材料は曲げら
れる部分に最も応力がかかる。従って本発明の製造方法
を適用しながら曲げ加工することにより曲げられる部分
のみをマルテンサイト化し、疲労強度を高めることもで
きる。
場合には、該球状黒鉛鋳鉄部品の両端を単純に引張るこ
とにより、該球状黒鉛鋳鉄部品の表面全体をマルテンサ
イト化できる。また、曲げ加工される鉄鋼材料は曲げら
れる部分に最も応力がかかる。従って本発明の製造方法
を適用しながら曲げ加工することにより曲げられる部分
のみをマルテンサイト化し、疲労強度を高めることもで
きる。
以下、実施例にて本発明の製造方法を説明する。
球状黒鉛鋳鉄部品として炭素３．６％、シリカ２．５％
、マンガン０．３％、硫黄０．００５％、リン０．０２
％、マグネシウム０４０４％、残部鉄から成る通常の球
状黒鉛鋳鉄により鋳造された、直径Ｑ、８ｃｎ＋、長さ
１４ｃＩＩｌの円柱型棒状部品を使用し、９００℃にて
１時間加熱保持し、さらに３９０℃にて１時間保持した
。その後室温において該球状黒鉛鋳鉄部品に対し、７０
ｋ（１／ ｍｍｔの引張り応力を３０分間作用させた
。この応力は０．２％のひずみが生ずる応力である。
、マンガン０．３％、硫黄０．００５％、リン０．０２
％、マグネシウム０４０４％、残部鉄から成る通常の球
状黒鉛鋳鉄により鋳造された、直径Ｑ、８ｃｎ＋、長さ
１４ｃＩＩｌの円柱型棒状部品を使用し、９００℃にて
１時間加熱保持し、さらに３９０℃にて１時間保持した
。その後室温において該球状黒鉛鋳鉄部品に対し、７０
ｋ（１／ ｍｍｔの引張り応力を３０分間作用させた
。この応力は０．２％のひずみが生ずる応力である。
上記の本発明の実施例の製造方法により処理された球状
黒鉛鋳鉄部品は、表面から１０μでは残留オーステナイ
トの９０％がマルテンサイト化し、それより内部は残留
オーステナイトの４％以下しかマルテンサイト化してい
ないことがＸ線解析強度の測定により確認された。
黒鉛鋳鉄部品は、表面から１０μでは残留オーステナイ
トの９０％がマルテンサイト化し、それより内部は残留
オーステナイトの４％以下しかマルテンサイト化してい
ないことがＸ線解析強度の測定により確認された。
実施例に用いたものと同一組成の通常の球状黒鉛鋳鉄に
より鋳造された、実施例と同一形状の無処理の球状黒鉛
鋳鉄部品を比較例とし、疲労強度試験及び耐摩耗試験を
行なった。ここで疲労強度試験は小野式回転曲げ疲労試
験機で、耐摩耗試験はＬＦＷ摩耗試験機を用い、荷重６
０に！＋、摩耗速度０．３ｍ／秒、摩耗距ｌｌｌｆｔ５
００ｍの条件で、潤滑油に１０Ｗ３０ベースオイルを使
用し、相手材には５ｔＪＪ２を選んで行なった。結果を
表に示す。
より鋳造された、実施例と同一形状の無処理の球状黒鉛
鋳鉄部品を比較例とし、疲労強度試験及び耐摩耗試験を
行なった。ここで疲労強度試験は小野式回転曲げ疲労試
験機で、耐摩耗試験はＬＦＷ摩耗試験機を用い、荷重６
０に！＋、摩耗速度０．３ｍ／秒、摩耗距ｌｌｌｆｔ５
００ｍの条件で、潤滑油に１０Ｗ３０ベースオイルを使
用し、相手材には５ｔＪＪ２を選んで行なった。結果を
表に示す。
表の結果より明らかに、実施例の本発明の製造方法によ
り処理された球状黒鉛鋳鉄部品は、比較例の無処理の球
状黒鉛鋳鉄部品に比べ、疲労強度において約１．２倍、
耐摩耗性において約２倍優れでいる。
り処理された球状黒鉛鋳鉄部品は、比較例の無処理の球
状黒鉛鋳鉄部品に比べ、疲労強度において約１．２倍、
耐摩耗性において約２倍優れでいる。
表
次に実施例に用いたものと同−組成及び同一形状の球状
黒鉛鋳鉄部品を使用し、実施例と同一の熱処理を行なっ
た。さらに該球状黒鉛鋳鉄部品を室温で引張り応力を３
０分間作用させて本発明の製造方法による球状黒鉛鋳鉄
部品を得た。同様の処理を引張り応力の強さを変えて行
ない、数点の球状黒鉛鋳鉄部品を得た。得られた球状黒
鉛鋳鉄部品について、それぞれＸ線回析強度を測定して
、表面及び内部の残留オーステナイトがマルテンサ・イ
ト化した割合を算出した。結果を図に示す。図より明ら
かに、０，２％のひずみが生ずる応力３以下においては
、内部２はほとんどマルテンサイト化していないが、表
面１はかなりの部分がマルテンサイト化していることが
わかる。
黒鉛鋳鉄部品を使用し、実施例と同一の熱処理を行なっ
た。さらに該球状黒鉛鋳鉄部品を室温で引張り応力を３
０分間作用させて本発明の製造方法による球状黒鉛鋳鉄
部品を得た。同様の処理を引張り応力の強さを変えて行
ない、数点の球状黒鉛鋳鉄部品を得た。得られた球状黒
鉛鋳鉄部品について、それぞれＸ線回析強度を測定して
、表面及び内部の残留オーステナイトがマルテンサ・イ
ト化した割合を算出した。結果を図に示す。図より明ら
かに、０，２％のひずみが生ずる応力３以下においては
、内部２はほとんどマルテンサイト化していないが、表
面１はかなりの部分がマルテンサイト化していることが
わかる。
図は球状黒鉛鋳鉄部品に応力を作用させ時の、応力に対
するマルテンサイト化割合を示した線図である。 １・・・表面 ２・・・内部
するマルテンサイト化割合を示した線図である。 １・・・表面 ２・・・内部
Claims (3)
- （１）球状黒鉛鋳鉄部品を８５０〜９５０℃に一定時間
加熱保持してオーステナイト化する工程と、オーステナ
イト化された該球状黒鉛鋳鉄部品を２００〜５００℃に
一定時間保持して恒温変態させる工程と、 恒温変態させた該球状黒鉛鋳鉄部品の少なくとも一部表
面層に０．１０〜０．２５％のひずみが生ずる応力を与
え、該応力が与えられた表面層のみをマルテンサイト化
する工程とから成ることを特徴とする球状黒鉛鋳鉄部品
の製造方法。 - （２）オーステナイト化する工程は球状黒鉛鋳鉄部品を
８５０〜９５０℃にて０．５〜３時間加熱保持すること
によりなされ、恒温変態はオーステナイト化された該球
状黒鉛鋳鉄部品を２００〜５００℃にて０．５〜１０時
間保持することによってなされる特許請求の範囲第１項
記載の球状黒鉛鋳鉄部品の製造方法。 - （３）球状黒鉛鋳鉄部品は断面がほぼ一定の長尺状であ
り、単純引張り応力を作用させることにより表面層のみ
をマルテンサイト化する特許請求の範囲第１項記載の球
状黒鉛鋳鉄部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59139429A JPS6119730A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 球状黒鉛鋳鉄部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59139429A JPS6119730A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 球状黒鉛鋳鉄部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6119730A true JPS6119730A (ja) | 1986-01-28 |
Family
ID=15244986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59139429A Pending JPS6119730A (ja) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | 球状黒鉛鋳鉄部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6119730A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02259012A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-19 | Nippon Steel Corp | 高疲労強度肌焼き品の製造方法 |
-
1984
- 1984-07-05 JP JP59139429A patent/JPS6119730A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02259012A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-19 | Nippon Steel Corp | 高疲労強度肌焼き品の製造方法 |
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