JPS6210242A - 耐熱鋳鋼 - Google Patents
耐熱鋳鋼Info
- Publication number
- JPS6210242A JPS6210242A JP14858785A JP14858785A JPS6210242A JP S6210242 A JPS6210242 A JP S6210242A JP 14858785 A JP14858785 A JP 14858785A JP 14858785 A JP14858785 A JP 14858785A JP S6210242 A JPS6210242 A JP S6210242A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- resistant cast
- cast steel
- present
- cast iron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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〕
本発明は耐熱鋳鋼に関し、詳しくは、優れた耐熱性（耐
酸化性）を有するとともに、優れた鋳造性を有している
ため生産性に優れ、しかも、安価に製造することができ
ることから、車両用エンジンの排気系部品に好適に通用
することのできる耐熱鋳鋼にかかる。
酸化性）を有するとともに、優れた鋳造性を有している
ため生産性に優れ、しかも、安価に製造することができ
ることから、車両用エンジンの排気系部品に好適に通用
することのできる耐熱鋳鋼にかかる。
近年、ガソリンエンジンもしくはディーゼルエンジン等
の車両用エンジン、特に自動車用エンジンにおいては、
高出力化、低燃費化に対する要求の高まりに伴い、燃焼
効率の改善のための研究開発が積極的に実施されている
。
の車両用エンジン、特に自動車用エンジンにおいては、
高出力化、低燃費化に対する要求の高まりに伴い、燃焼
効率の改善のための研究開発が積極的に実施されている
。
その結果、このような要求に応える自動車用エンジンに
おいては、従来の自動車用エンジンに比較して、排気ガ
ス温度が著しく上昇する傾向にある。
おいては、従来の自動車用エンジンに比較して、排気ガ
ス温度が著しく上昇する傾向にある。
とりわけ、自動車用エンジンのエキゾーストマニホルド
、ターボチャージャ用タービンホイール。
、ターボチャージャ用タービンホイール。
ターボチャージャ用タービンハウジング２デイーゼルエ
ンジン用予燃焼室等の排気系部品においては、使用条件
が特に高温苛酷となることから、高Ｓｉ鋳鉄、ニレジス
ト鋳鉄、、 Ａ １ ｖＰ鉄等の耐熱鋳鉄やフェライト
系もしくはオーステナイト系ステンレス鋳鋼等の高価な
高合金（ステンレス）鋳鋼が多く採用されていた。
ンジン用予燃焼室等の排気系部品においては、使用条件
が特に高温苛酷となることから、高Ｓｉ鋳鉄、ニレジス
ト鋳鉄、、 Ａ １ ｖＰ鉄等の耐熱鋳鉄やフェライト
系もしくはオーステナイト系ステンレス鋳鋼等の高価な
高合金（ステンレス）鋳鋼が多く採用されていた。
上述のような従来の技術の現状に鑑み、本発明が解決し
ようとする問題点は、従来の自動車用エンジンの排気系
部品材料として使用されている、高Ｓｉ鋳鉄、ニレジス
ト鋳鉄、ＡＩ鋳鉄等の耐熱鋳鉄においては、その優れた
鋳造性に起因して生産性に優れているものの、耐熱性（
耐酸化性）が劣ることから８００℃以上の高温では通用
することができず、また、ステンレス鋳鋼等の高合金耐
熱鋳鋼においては、耐熱性（耐酸化性）には優れている
ものの、鋳造性が悪いため鋳造成形時に“ひけ巣”、“
湯廻り不良”等の鋳造不良を発生し易くなってその生産
性が劣ることから、耐熱部材としての優れた鋳造性、生
産性、低価格性、並びに、優れた耐熱性（耐酸化性）を
併せ保有させた耐熱鋳造材料の開発が強く望まれていた
ということである。
ようとする問題点は、従来の自動車用エンジンの排気系
部品材料として使用されている、高Ｓｉ鋳鉄、ニレジス
ト鋳鉄、ＡＩ鋳鉄等の耐熱鋳鉄においては、その優れた
鋳造性に起因して生産性に優れているものの、耐熱性（
耐酸化性）が劣ることから８００℃以上の高温では通用
することができず、また、ステンレス鋳鋼等の高合金耐
熱鋳鋼においては、耐熱性（耐酸化性）には優れている
ものの、鋳造性が悪いため鋳造成形時に“ひけ巣”、“
湯廻り不良”等の鋳造不良を発生し易くなってその生産
性が劣ることから、耐熱部材としての優れた鋳造性、生
産性、低価格性、並びに、優れた耐熱性（耐酸化性）を
併せ保有させた耐熱鋳造材料の開発が強く望まれていた
ということである。
従って、本発明の技術的課題とするところは、組成の調
整と焼なまし処理の実施によって、従来の耐熱鋳鉄に匹
敵する鋳造性、生産性（機械加工性を含む）、低価格性
と、従来の高合金１Ｉｊｆ熱鋳鋼に匹敵する耐熱性（耐
酸化性）とを兼ね備えた耐熱鋳鋼とすることにある。
整と焼なまし処理の実施によって、従来の耐熱鋳鉄に匹
敵する鋳造性、生産性（機械加工性を含む）、低価格性
と、従来の高合金１Ｉｊｆ熱鋳鋼に匹敵する耐熱性（耐
酸化性）とを兼ね備えた耐熱鋳鋼とすることにある。
このような従来の技術における問題点に鑑み、本発明に
おける従来の技術の問題点を解決するための手段は、重
量比率で、Ｃ；−０，５〜２．３％、Ｓｉ；２．０％〜
４．０％、 Ｍｎ ； ０．２〜０．７％、Ｐ；０．０
５％以下、Ｓ；０．１％以下、Ｃｒ；５．０〜１０、０
％、 Ａ １ ； ０．５〜２．０％、残部実質的にＦ
ｅからなる組成を有し、鋳造成形後の焼なまし処理によ
り、黒鉛を含有しないフェライト基地組織中の析出炭化
物を、デントライト状の１次炭化物と微細に分散させた
２次炭化物としたことを特徴とする耐熱鋳鋼からなって
いる。
おける従来の技術の問題点を解決するための手段は、重
量比率で、Ｃ；−０，５〜２．３％、Ｓｉ；２．０％〜
４．０％、 Ｍｎ ； ０．２〜０．７％、Ｐ；０．０
５％以下、Ｓ；０．１％以下、Ｃｒ；５．０〜１０、０
％、 Ａ １ ； ０．５〜２．０％、残部実質的にＦ
ｅからなる組成を有し、鋳造成形後の焼なまし処理によ
り、黒鉛を含有しないフェライト基地組織中の析出炭化
物を、デントライト状の１次炭化物と微細に分散させた
２次炭化物としたことを特徴とする耐熱鋳鋼からなって
いる。
なお、本発明の耐熱鋳鋼において鋳造成形後の熱処理は
、９００〜９５０℃Ｘ０．５時間以上のオーステナイト
化処理後、６８０〜７５０ ”ｃまで炉冷し、６８０〜
ｂ 冷却するという、通常の焼なまし処理方法で充分である
。
、９００〜９５０℃Ｘ０．５時間以上のオーステナイト
化処理後、６８０〜７５０ ”ｃまで炉冷し、６８０〜
ｂ 冷却するという、通常の焼なまし処理方法で充分である
。
以下、本発明の作用について説明する。
本発明において、従来の技術の問題点を解決するための
手段を上述のような構成とすることによって、組成的に
は耐熱鋳鉄に匹敵する鋳造性、生産性、低価格性とを確
保するとともに、従来のステンレス鋳鋼等の高合金耐熱
鋳鋼に近い耐熱性（耐酸化性）を付与し得る範囲として
おり、しかも、鋳造成形後の焼なまし処理により基地組
織をフェライト組織化するとともに、１次炭化物の分解
を図り基地フェライト組織中のＣｒ含有量を多くしてい
ることから、従来の耐熱鋳鉄に匹敵する鋳造性、生産性
、低価格性と、従来の高合金耐熱鋳鋼に匹敵する耐熱性
（耐酸化性）とを兼ね備えた耐熱鋳鋼とすることができ
るのである。
手段を上述のような構成とすることによって、組成的に
は耐熱鋳鉄に匹敵する鋳造性、生産性、低価格性とを確
保するとともに、従来のステンレス鋳鋼等の高合金耐熱
鋳鋼に近い耐熱性（耐酸化性）を付与し得る範囲として
おり、しかも、鋳造成形後の焼なまし処理により基地組
織をフェライト組織化するとともに、１次炭化物の分解
を図り基地フェライト組織中のＣｒ含有量を多くしてい
ることから、従来の耐熱鋳鉄に匹敵する鋳造性、生産性
、低価格性と、従来の高合金耐熱鋳鋼に匹敵する耐熱性
（耐酸化性）とを兼ね備えた耐熱鋳鋼とすることができ
るのである。
以下、本発明の耐熱鋳鋼に添加する各合金元素の添加量
の範囲限定理由について説明する。
の範囲限定理由について説明する。
なお、以下の説明において各合金元素の添加量は全て重
量％にて表示している。
量％にて表示している。
まず、Ｃは本発明の耐熱鋳鋼において鋳造性を向上させ
ることから有効であるが、０．５％未満ではその鋳造性
の改善効果が充分でなく、一方、２゜３％を越えて添加
すると１次炭化物が粗大化してＦｅ−Ｃｒ−Ｃ系炭化物
を形成し、基地フェライト組織中のＣｒｌｉ度を低下さ
せることから０．５〜２．３％とした。
ることから有効であるが、０．５％未満ではその鋳造性
の改善効果が充分でなく、一方、２゜３％を越えて添加
すると１次炭化物が粗大化してＦｅ−Ｃｒ−Ｃ系炭化物
を形成し、基地フェライト組織中のＣｒｌｉ度を低下さ
せることから０．５〜２．３％とした。
また、Ｓｔは本発明の耐熱鋳鋼の耐酸化性を改善させる
ために有効であるが、２．０％未満ではその耐酸化性の
改善効果が充分でなく、４．０％を越えて添加すると、 ■ Ｃとのバランス（炭素当量）に起因して、１次炭化
物を粗大化させて機械加工性を悪化させる。
ために有効であるが、２．０％未満ではその耐酸化性の
改善効果が充分でなく、４．０％を越えて添加すると、 ■ Ｃとのバランス（炭素当量）に起因して、１次炭化
物を粗大化させて機械加工性を悪化させる。
■ フェライト基地組織中のＳｔ含有量が過多となって
、鋳造された耐熱鋳鋼の靭性を低下させて生産性を悪化
させる。
、鋳造された耐熱鋳鋼の靭性を低下させて生産性を悪化
させる。
等の理由から２．０〜４．０％とした。
また、Ｍｎはパーライト組織形成元素であることから、
本発明材のように基地組織をフエライト組織とした耐熱
鋳鋼にはあまり好ましくない元素であるが、鋳造時の“
湯流れ性”を向上させて生産性を改善させる元素として
は有効であることから０．２〜０．７％の範囲で含有さ
せるのが良い。
本発明材のように基地組織をフエライト組織とした耐熱
鋳鋼にはあまり好ましくない元素であるが、鋳造時の“
湯流れ性”を向上させて生産性を改善させる元素として
は有効であることから０．２〜０．７％の範囲で含有さ
せるのが良い。
また、Ｐは０．０５％を越えて添加すると基地組織のパ
ーライト組織化を促進させたり、ステダイトの晶出等を
促進させることから０．０５％以下とした。
ーライト組織化を促進させたり、ステダイトの晶出等を
促進させることから０．０５％以下とした。
また、Ｓは通常においては特に必要としないが、機械加
工性の要求が厳しい部品を製造する場合においては、Ｓ
量とＭｎ量を多くして、Ｍ ｎ Ｓを晶出させて機械加
工性を改善させることができることから０．１％以下と
した。
工性の要求が厳しい部品を製造する場合においては、Ｓ
量とＭｎ量を多くして、Ｍ ｎ Ｓを晶出させて機械加
工性を改善させることができることから０．１％以下と
した。
また、ＣｒはＳｉと同様に耐酸化性を改善することから
有効であるが、５゜０％未満ではその耐酸化性の改善効
果が充分でなく、１０．０％を越えて添加するとＣｒ炭
化物の析出量が多くなって、機械加工性を著しく悪化さ
せることから５．０〜１０゜０％とした。
有効であるが、５゜０％未満ではその耐酸化性の改善効
果が充分でなく、１０．０％を越えて添加するとＣｒ炭
化物の析出量が多くなって、機械加工性を著しく悪化さ
せることから５．０〜１０゜０％とした。
また、ＡｔはＣｒ、Ｓｔと同様に耐酸化性を改善させる
ことから有効であるが、０．５％未満ではその耐酸化性
の改善効果が充分でなく、２．０％を越えて添加すると
鋳造性を著しく悪化させて生産性を低下させることから
０．５〜２．０％とした。
ことから有効であるが、０．５％未満ではその耐酸化性
の改善効果が充分でなく、２．０％を越えて添加すると
鋳造性を著しく悪化させて生産性を低下させることから
０．５〜２．０％とした。
以下、添付図面に基づいて、本発明の１実施例を説明す
る。
る。
本発明材の各種の特性を評価するために、第１表に示す
ような３種類の本発明材及び４種類の比較材を鋳造成形
により製造した。
ような３種類の本発明材及び４種類の比較材を鋳造成形
により製造した。
なお、鋳造に当たっては２０Ｋｇ用高周波熔解炉を用い
て大気溶解し、Ｆｅ−３ｉ （７５重量％）にて脱酸
した後、１６００℃以上で出湯して１５００℃以上で注
湯した。
て大気溶解し、Ｆｅ−３ｉ （７５重量％）にて脱酸
した後、１６００℃以上で出湯して１５００℃以上で注
湯した。
なお、鋳造成形のための鋳型としてはＪＩＳ規格Ａ号の
鋳型を使用した。
鋳型を使用した。
このようにして製造された本発明にかかる耐熱鋳鋼の金
属組織の顕微鏡写真を第３図に示す。
属組織の顕微鏡写真を第３図に示す。
なお、第３図（ａ）は１００倍の低倍率で本発明にかか
る耐熱鋳鋼の金属組織を観察したものであり、第３図（
ｂ）は同一金属組織の倍率を４００倍に高めて観察した
ものである。
る耐熱鋳鋼の金属組織を観察したものであり、第３図（
ｂ）は同一金属組織の倍率を４００倍に高めて観察した
ものである。
第３図（ａｌから明らかなように、本発明材においては
１次炭化物がデントライト状に析出していることが観察
され、また、第３図（ｂ）から明らかなように、基地フ
ェライト組織中に２次炭化物が微細に分散して析出して
いることが観察される。
１次炭化物がデントライト状に析出していることが観察
され、また、第３図（ｂ）から明らかなように、基地フ
ェライト組織中に２次炭化物が微細に分散して析出して
いることが観察される。
第１表
なお、第１表において、比較材■及び■は耐熱鋳鉄であ
って、比較材■は高Ｓｔ鋳鉄と称されるものであり、比
較材■はニレジスト鋳鉄と称されるものである。
って、比較材■は高Ｓｔ鋳鉄と称されるものであり、比
較材■はニレジスト鋳鉄と称されるものである。
また、比較材■及び■はステンレス鋳鋼であって、比較
材■はＪＩＳ規格５Ｃ３Ｉ （フェライト系ステンレ
ス鋳鋼）、比較材■はＪＩＳ規格５Ｃ８１３（オーステ
ナイト系ステンレス鋳１ｉ１）である。
材■はＪＩＳ規格５Ｃ３Ｉ （フェライト系ステンレ
ス鋳鋼）、比較材■はＪＩＳ規格５Ｃ８１３（オーステ
ナイト系ステンレス鋳１ｉ１）である。
次に、上述の組成を有する各耐熱鋳造材料を鋳造成形に
より製造した各供試材を用いて、９００℃及び８００℃
において１００時間の大気中保持による酸化試験を実施
し、その酸化試験による酸化減量を測定した結果をそれ
ぞれ第１図及び第２図に示している。
より製造した各供試材を用いて、９００℃及び８００℃
において１００時間の大気中保持による酸化試験を実施
し、その酸化試験による酸化減量を測定した結果をそれ
ぞれ第１図及び第２図に示している。
第１図及び第２図から明らかなように、本発明材■、■
、■はフェライト系ステンレス鋳鋼（比較材■）と同等
の耐酸化性を有しており、オーステナイト系ステンレス
鋳ｍ＜比較材■）と比較するとやや劣る程度の優れた耐
酸化性を有していることが理解される。
、■はフェライト系ステンレス鋳鋼（比較材■）と同等
の耐酸化性を有しており、オーステナイト系ステンレス
鋳ｍ＜比較材■）と比較するとやや劣る程度の優れた耐
酸化性を有していることが理解される。
もちろん、従来の耐熱鋳鉄である高Ｓｉ鋳鉄（比較材■
）やニレジスト鋳鉄（比較材■）と比較すると、格段に
優れた耐酸化性を有していることが理解される。
）やニレジスト鋳鉄（比較材■）と比較すると、格段に
優れた耐酸化性を有していることが理解される。
そして、本発明材を用いてエキゾーストマニホルドを鋳
造成形により製造したところ、“ひけ巣”、″ピンホー
ル”、′ブローホール”、”砂カみ”、“湯廻り不良”
、“湯境い”等といった鋳造不良を発生させることなく
、鋳造歩留りも５０％以上となり生産性に優れているこ
とを確認することができた。
造成形により製造したところ、“ひけ巣”、″ピンホー
ル”、′ブローホール”、”砂カみ”、“湯廻り不良”
、“湯境い”等といった鋳造不良を発生させることなく
、鋳造歩留りも５０％以上となり生産性に優れているこ
とを確認することができた。
また、本発明材の機械加工性については、熱処理（焼な
まし処理）を施こすことによって硬さをＨＶ２８０以下
とすることができ、この硬さは球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ規
格ＦＣＤ７０）材と同等であることを考慮すれば、本発
明材は機械加工性においても問題のない耐熱鋳鋼である
ことが推察される。
まし処理）を施こすことによって硬さをＨＶ２８０以下
とすることができ、この硬さは球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ規
格ＦＣＤ７０）材と同等であることを考慮すれば、本発
明材は機械加工性においても問題のない耐熱鋳鋼である
ことが推察される。
上述のように本発明の耐熱鋳鋼は従来のステンレス鋳鋼
に匹敵する耐熱性（耐酸化性）と、従来の耐熱鋳鉄に匹
敵する鋳造性２機械加工性、低価格性等の優れた生産特
性を併せ有していることが理解される。
に匹敵する耐熱性（耐酸化性）と、従来の耐熱鋳鉄に匹
敵する鋳造性２機械加工性、低価格性等の優れた生産特
性を併せ有していることが理解される。
以上により明らかなように、本発明にかかる耐熱鋳鋼に
よれば、組成の調整と焼なまし処理の実施によって、従
来の耐熱鋳鉄に匹敵する鋳造性。
よれば、組成の調整と焼なまし処理の実施によって、従
来の耐熱鋳鉄に匹敵する鋳造性。
生産性１機械加工性、低価格性と、従来の高合金耐熱鋳
鋼に匹敵する耐熱性（耐酸化性）とを兼ね備えた耐熱鋳
鋼とすることができる利点がある。
鋼に匹敵する耐熱性（耐酸化性）とを兼ね備えた耐熱鋳
鋼とすることができる利点がある。
第１図は、本発明材と比較材の９００℃における耐酸化
性を比較した結果を示す図。 第２図は、本発明材と比較材の８００℃における耐酸化
性を比較した結果を示す図。 第３図は、本発明材の金属組織を示す顕微鏡写真である
。
性を比較した結果を示す図。 第２図は、本発明材と比較材の８００℃における耐酸化
性を比較した結果を示す図。 第３図は、本発明材の金属組織を示す顕微鏡写真である
。
Claims (1)
- １、重量比率で、Ｃ；０．５〜２．３％、Ｓｉ；２．０
％〜４．０％、Ｍｎ；０．２〜０．７％、Ｐ；０．０５
％以下、Ｓ；０．１％以下、Ｃｒ；５．０〜１０．０％
、Ａｌ；０．５〜２．０％、残部実質的にＦｅからなる
組成を有し、鋳造成形後の焼なまし処理により、黒鉛を
含有しないフェライト基地組織中の析出炭化物を、デン
トライト状の１次炭化物と微細に分散させた２次炭化物
としたことを特徴とする耐熱鋳鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14858785A JPS6210242A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | 耐熱鋳鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14858785A JPS6210242A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | 耐熱鋳鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6210242A true JPS6210242A (ja) | 1987-01-19 |
Family
ID=15456080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14858785A Pending JPS6210242A (ja) | 1985-07-05 | 1985-07-05 | 耐熱鋳鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6210242A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS64888U (ja) * | 1987-06-23 | 1989-01-05 |
-
1985
- 1985-07-05 JP JP14858785A patent/JPS6210242A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS64888U (ja) * | 1987-06-23 | 1989-01-05 |
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