JPS6347774B2

JPS6347774B2 -

Info

Publication number: JPS6347774B2
Application number: JP57168418A
Authority: JP
Inventors: Tooru Matsushita; Toshihiko Matsubara; Hiroshi Kitayama; Katsuya Igawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Riken Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Riken Corp
Priority date: 1982-09-29
Filing date: 1982-09-29
Publication date: 1988-09-26
Also published as: JPS5959825A

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。鋳鉄は球状黒鉛鋳鉄の発明によつて強度が飛躍
的に向上したが、伸びや衝撃値はなお鋼に及ばな
いので、これを改善するため種々の試みが行なわ
れているが充分な成果を挙げるに至つて居らず、
その上特殊な溶湯処理を必要としたり、或いは原
材料費の増大をきたす等の問題がある。このような問題点を改良するため微細なフエラ
イト粒とマルテンサイト粒またはベイナイト粒と
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54−85995号および特願昭55−32463号）。これらの発明は球状黒鉛鋳鉄の黒鉛近傍に偏析
して共析変態温度区間を上昇させる作用を有する
Siと、共晶セル境界およびその近傍に偏析して共
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
矯正するためMn含有量を１％以下とし、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の作用を減ずると共にSiの作用と相殺し、基
地組織の均一化を図つた微細なフエライト粒とマ
ルテンサイト粒または微細なフエライト粒とベイ
ナイト粒とからなる混合基地組織の球状黒鉛鋳鉄
に係る発明、並びに上記所定の化学組成を有する
球状黒鉛鋳鉄を遊離フエライトを含まぬ基地組織
から共析変態温度区間内の温度に加熱してフエラ
イト、オーステナイトおよび黒鉛の共存組織と
し、次いで該温度から急冷してオーステナイトと
マルテンサイトに変態させてフエライト粒とマル
テンサイト粒とが微細に混合した基地組織とする
熱処理方法、或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、該温度に保持し
てオーステナイトをベイナイトに変態させてフエ
ライト粒とベイナイト粒とが微細に混合した基地
組織とする熱処理方法に係る。上記の球状黒鉛鋳鉄はいずれも優れた強靭性を
有しているが、基地のフエライトとベイナイトま
たはマルテンサイトを適当な量的関係、例えば基
地中のフエライト量を面積率で30〜70％とするの
に必要な共析変態温度区間内の加熱温度範囲は20
〜27℃程度であつて工業的には比較的狭いのが問
題であり、化学成分特にSiの分析値の局部的なば
らつきや肉厚の差異による熱処理時の鋳造品内部
の温度の不均一を考慮すると上記の温度範囲は一
層広いことが要望される。また上記先行出願の発明においては遊離フエラ
イトを含まない球状黒鉛鋳鉄を出発材料としたの
で、鋳放しで遊離フエライトが存在する材料はま
ず焼準を施して遊離フエライトを消去してから所
定の熱処理を施さねばならず、これらの組織検査
や焼準処理を必要としない熱処理方法が要望され
ていた。本発明は上記の要望に応える改善された熱処理
方法を提供することを目的とし、その第１の発明
はC3〜４％、Si2.2〜3.7％、Mn1％以下、P0.1％
以下、S0.02％以下、黒鉛球状化処理元素0.07％
以下、並びにCu0.4〜２％もしくはNi0.7〜３％ま
たは添付第１図に示すＡ（Cu0.4％、Ni0％）、Ｂ
（Cu2％、Ni0％）、Ｃ（Ni0.7％、Cu0％）、Ｄ（Ni3
％、Cu0％）、Ｅ（Ni1％、Cu2％）で囲まれる範
囲内のCbとNiを含有し、残部は実質的に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
加熱保持してフエライト、オーステナイト及び黒
鉛の共存する組織としたのち冷却してマルテンサ
イト粒またはベイナイト粒とフエライト粒との混
合した基地中に球状黒鉛が晶出している組織とす
る強靭球状黒鉛鋳鉄の熱処理方法であつて、共析
変態温度区間内の保持が該温度区間内の任意の温
度に保持する第１段保持と、次いで該保持温度に
応じて添付第２図のフエライト量30％の実線とフ
エライト量70％の破線上のSi含有量に対応して得
られる温度にそれぞれCuとNi含有量により21℃
×（Cu％−１％）または21℃×（Ni％−0.5％）を
減じた温度の間の温度で、かつ共析温度区間内で
第１段保持温度と５℃以上差がある温度に保持す
る第２段保持とからなり、基地組織を面積率で30
〜70％のフエライトを含む混合組織とすることを
特徴とする強靭球状黒鉛鋳鉄の熱処理方法に係
り、その第２の発明は上記第１の発明の化学組成
に更にMoおよびCrの１種または２種を合計で
0.05〜0.5％含有させた球状黒鉛鋳鉄に上記第１
の発明におけると同様な熱処理（ただし共析変態
温度区間内の第２段保持温度がMoまたはCrの含
有量に応じて更に（Mo＋Cr）１％当り28℃を加
算した温度とする）を施すことを特徴とする強靭
球状黒鉛鋳鉄の熱処理方法に係る。なお本明細書
においては化学組成は重量％で、金属組織成分の
割合は顕微鏡試料について線積分法によつて測定
した面積％で示してある。次に本発明に係る球状黒鉛鋳鉄の化学成分組成
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量を３〜
４％とする。その量が３％未満では鋳造品にチル
が入り易く、４％を越えるとカーボンドロスが発
生し、鋳造品の中に巻きこまれて欠陥となり易
い。 Siは共析変態温度区間を拡げる作用を有してい
るので、熱処理をより容易にするためには含有量
が多いほどよく、本発明では2.2％以上とするが、
その量が3.7％を越えるとSiの脆化作用の影響が
顕著になつて伸びと衝撃値の低下が著しくなり好
ましくないので上限は3.7％とする。 Mnは前記したように共晶セル境界およびその
近傍に偏析する性質を有し、含有量が１％を越え
ると偏析が甚だしくなり、その部分の共析変態温
度区間が下り過ぎて後述するCuやNiによつて共
析変態温度区間を修正しきれなくなるので１％以
下とする。Ｐは通常不純物として含有されるが、その量が
多くなると鋳鉄を脆化する性質があるので0.1％
以下とするのがよい。Ｓは同様に通常は不純物と
して含有されるが、特に黒鉛球状化を阻害する性
質の強い有害な元素であるから少ないほどよい。
その量が0.02％を越えると球状化処理剤の使用量
が多くなる結果ドロスの発生が多くなり、鋳造品
の欠陥の原因になり易い上に、黒鉛球状化が困難
になることさえある。従つて溶湯のＳ量が0.02％
を越える場合には黒鉛の球状化処理に先だつて脱
硫処理を施して0.02％以下としておくことが必要
である。黒鉛球状化処理剤としては通常MgまたはMg
合金のほかにCe、Ｙ或いはCa等の１種または２
種以上が使用されるのは周知のとおりであり、鋳
鉄中に残留する量は通常0.07％以下である。 Cu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せる作用を有し、Siが黒鉛周
辺に偏析して共析変態温度区間を上昇させる作用
およびMnが共晶セル境界とその近傍に偏析して
その部分の共析変態温度区間を下降させる作用に
基づく基地組織中の局部的な共析変態温度区間の
不均一を是正して、該温度区間を均一にすること
によつて基地組織の不均一を防止する。しかしそ
の含有量が0.4％未満では効果が不充分であり、
Cuの含有量が多くなると黒鉛の球状化が困難に
なつて来るほか、Cu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％とするの
がよい。 NiはCuと同様な作用を有しているが、その量
が0.7％未満では効果が充分には認められず、そ
の量が多くなると次第にその効果が飽和状態に近
づく上に、原価高にもなるのでその上限は３％と
するのがよい。 CuとNiとは上記のように同様な作用を有する
ので、相互にその含有量の一部を置換することが
可能であるが、その効果はNiの方が多少弱いこ
とと、多量のCuの添加は黒鉛の球状化を阻害す
ることを勘案して添付図面第１図のＡ・Ｂ・Ｃ・
Ｄ・Ｅの各点で囲まれた範囲内とするのがよい。 MoおよびCrについては後述する。次に第１の発明の熱処理について説明する。ところで前記特願昭55−32463号に係る発明に
よれば球状黒鉛鋳鉄をその共析変態温度区間内の
温度に加熱すると基地のパーライト中のセメンタ
イトが周囲のフエライト中に固溶し、フエライト
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、オーステナイトの成長によつて生ず
るオーステナイト粒子の三重点が核となつてフエ
ライト相が出現し、成長してオーステナイト粒と
フエライト粒との混合基地組織となり、これを急
冷すると熱浴中での恒温変態を経て最終的にオー
ステナイトが変態したベイナイト粒とフエライト
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特願
昭54−85995号の場合も上記と同様な機構によつ
てフエ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
エライトを含まぬ基地組織の球状黒鉛鋳鉄を出発
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に保持するに当つて、まず
該温度区間内の任意の温度t₁に保持し（以下第１
段保持という）、次いでt₁と少なくとも±５℃以
上差があり、かつ該温度区間内の温度であるt₂に
保持する（以下第２段保持という）２段保持を行
なうことによつて遊離フエライトを含む球状黒鉛
鋳鉄を出発材料とすることができる上に、基地中
のフエライトの量が30〜70％となる保持温度の範
囲（以下MD域という）が広くなることが判つ
た。 MD域が広がる理由は次のように考えられる。
すなわち上記温度t₁に保持されて生成されたオー
ステナイト粒（またはフエライト粒）は上記t₁よ
りも低い（または高い）温度である上記温度t₂に
保持されることによつて、一部がフエライト（ま
たはオーステナイト）に変態するが、一たん生成
したオーステナイト粒またはフエライト粒は安定
度が大きく、この変態は共析変態温度区間内の温
度でパーライトがフエライトとオーステナイトに
なる変態よりも進行速度が遅いため、本発明に係
る方法すなわち温度t₁とt₂とに２段に保持する方
法によるときは保持温度が共析変態温度区間内に
あれば基地中のフエライト量が30〜70％をはずれ
る温度に保持されても工業的な熱処理における保
持時間内では基地中のフエライトの量は依然とし
て30〜70％の範囲にあるからMD域が広がること
になるものと考えられる。上記温度t₁に保持されて生成されるオーステナ
イト粒またはフエライト粒の安定度は前者の方が
一層大きいので、温度t₂を温度t₁よりも低温にす
る方がその逆の場合よりもMD域拡大の効果が大
きく有利である。従つてこの場合には、凝固の際にチルを生ずる
ことがあればその材料にチ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
で組織中に遊離フエライトを含む球状黒鉛鋳鉄で
もそのまま出発材料として使用することができ
る。本発明の方法によつて得られる球状黒鉛鋳鉄の
基地中のフエライト量が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つて好まし
くなく、またその量が70％を越えると引張り強さ
や耐力の低下が著しくなる。従つて基地中のフエ
ライト量が30〜70％に、マルテンサイトまたはベ
イナイトの量が残りの70〜30％になるようにす
る。共析変態温度区間内の保持については次のとお
りとする。第２図は後述する実験例において、大
略Cu1％、Ni0.5％を含有する球状黒鉛鋳鉄につ
いてフエライト30％の基地組織またはフエライト
70％の基地組織が得られる前記第１段保持温度t₁
に対する第２段保持温度t₂の関係をSi含有量に関
連させて示すグラフである。第２図において実線はフエライト30％の基地組
織が得られる温度t₁に対する温度t₂の関係を、破
線はフエライト70％の基地組織が得られる温度t₁
に対する温度t₂の関係を示しているので、同一第
１段保持温度t₁に対する破線と実線とからグラフ
上で得られる温度t₂間に第２段保持温度があれば
フエライトが30〜70％の範囲内にある基地組織が
得られることになる。一例を挙げればSi3.4％の
場合t₁を810℃とすれば破線上のＡ点から70％フ
エライトとなる保持温度t₂は787℃、また実線上
のＢ点から30％フエライトとなる温度t₂として
842℃が得られるから、第２段保持を787℃と842
℃との間で行えば30〜70％の範囲内のフエライト
を含む基地組織が得られることになる。これらの保持温度t₁、t₂はCuおよびNiによつて
降下する。CuとNiはいずれも１％当り共析変態
温度区間をおよそ21℃下げるのでその含有量に応
じて温度t₁、t₂はそれぞれ21℃×（Cu％−１％）
または21℃×（Ni％−0.5％）を減じて修正する必
要がある。なお温度t₁とt₂との差が小さすぎると先行出願
の共析変態温度区間の一定温度に保持する熱処理
と実質的に同一となり、出発材料のフエライト量
を制限するか或いは加熱速度の影響を考慮しなけ
ればならなくなるので、少なくとも５℃以上の差
を与えることが好ましい。保持温度t₁、t₂に保持する時間は実験上５分以
上あれば第２図に従つてフエライト30〜70％の組
織が得られるが、実際操業においては鋳造品の肉
厚の相違あるいは経済性を考慮してそれぞれ20〜
60分とするのが好ましい。次に上記の第１段、第２段保持温度に加熱保持
されてフエライト、オーステナイト混合基地組織
となつた球状黒鉛鋳鉄を急冷してオーステナイト
粒をマルテンサイト粒に変態させ、或いはソルト
バス等の熱浴中に浸漬保持して恒温変態を行わ
せ、オーステナイト粒をベイナイト粒に変態させ
る。恒温変態に当つては熱浴温度が250℃よりも
低い場合には変態終了までに著しく長時間を要す
ると共に、材料や脆化するおそれがある。他方熱
浴温度が400℃よりも高い場合には熱浴温度まで
の急冷過程でAr′変態が一部起つて一次トルース
タイトを生じ、強靭性が損われるようになる。従
つて熱浴温度は250〜400℃の範囲とするのが好ま
しい。第２の発明は前記第１の発明の化学組成に更に
MoおよびCrの１種または２種を合計で0.05〜0.5
％含有させたものである。鋳造品の肉厚が大きい
場合には共析変態温度区間内の温度からの冷却速
度が遅くなり、急冷過程でAr′変態が一部起つて
一次トルースタイトが生ずることがあるが、Mo
もしくはCrまたは両者を少量含有させておけば
Ar′変態の開始時期を遅らせることによつて一次
トルースタイトの生成を阻止することができるの
で、厚肉の鋳造品や部分的に肉厚の差が大きい鋳
造品においては少量のMoもしくはCrまたは両者
を含有させることが望ましい。その場合その含有
量が合計で0.05％未満では上記の効果が不充分で
あり、また0.5％を越えると恒温変態処理に当つ
て熱溶中に保持すべき時間が長くなつて不経済で
あるからMoもしくはCrまたは両者の含有量は
0.05〜0.5％とするのが好ましい。 MoおよびCrは0.5％以下の範囲ではいずれも共
析変態温度区間を１％当りおよそ28℃上昇させる
作用を有しているので、前記第２図に実線または
破線で示される温度t₁およびこれから得られる温
度t₂に対してCu、Niの含有量に応じて前記の修
正を加えた上に、更に28℃×（Mo％＋Cr％）を
加算する必要がある。その余は前記第１の発明に
ついて述べたところと同様である。次に実験例について説明する。 () 基地組織に関する実験球状黒鉛鋳鉄用銑、鋼屑、フエロシリコン、
ニツケルおよび鋼を原材料とし、50Kg高周波誘
導電気炉で溶解し、Fe−Si−Mg合金添加によ
る黒鉛球状化処理とフエロシリコン添加による
後期接種を施し、シエル鋳型に鋳込んでＡ号Ｙ
ブロツクを鋳造し、押湯部分を除去して供試材
とした。その化学組成は第１表に示すとおり
Cuを大約１％、Niを0.5％とし、Si含有量を変
化させた。表には各供試材の遊離フエライト量
が併記してある。

【表】これらの供試材から10×10×10mmの正六面体
試料を採取し、以下の試験を行なつた。 (‐1) 共析変態温度区間保持温度と基地組織の
関係調査。前記試料を600℃以上の平均加熱速度を２
℃／分、40℃／分の２種類とし、738〜880℃
の間の温度に加熱して30分間保持してから
720〜870℃の間の温度に冷却または加熱し、
その温度に60分間保持したのち水冷し、顕微
鏡試料について基地中のフエライト量とマル
テンサイト量とを線積分法によつて測定し
た。測定結果から基地中のフエライトが30％ま
たは70％となる第１段保持温度と第２段保持
温度との関係をSi量を変化させて加熱速度２
℃／分および40℃／分について記載したのが
第３図である。第３図から加熱速度40℃／分
以下で30％または70％のフエライト量の基地
組織が得られる第２段保持温度を第１段保持
温度別に求めた結果が第２図であり、実線は
フエライト30％、破線はフエライト70％の場
合を示している。なお40℃／分以下の加熱速
度は実際操業上は特別の考慮を払わずに得ら
れる加熱速度である。第２図によつて前述したようにSi含有量お
よび第１段保持温度に応じて実線と破線から
得られる第２段保持温度の間に保持すれば基
地中のフエライトを30〜70％とすることがで
きる。また例えばSiが3.2％で、第１段保持
温度が790〜820℃（差Ｒ＝30℃）間にばらつ
いた場合でも第２段保持温度を図中のＣ点で
示す789℃とＤ点で示す827℃（Ｒ＝38℃）の
間にとれば基地中のフエライト量を30〜70％
にすることができ、前記先行出願に係る発明
に比べてMD域が拡大されることが判る。な
おSiが3.0〜3.2％の間（差Ｒ＝0.2％）に、第
１段保持温度が790〜820℃の間（Ｒ＝30℃）
にばらついた場合でも第２段保持温度を図中
のＣ点で示す789℃とＥ点で示す820℃の間
（Ｒ＝31℃）にとれば基地中のフエライトの
量を30〜70％の範囲にすることができ、製造
上の成分組成のばらつき、特にSi量のばらつ
きを考慮しても工業的な熱処理に特に困難が
ないことが理解できる。なおCu、NiまたはMo、Crの含有量に応
じて第２図の第１段保持温度および第２段保
持温度に修正を加える必要があることは前述
したとおりである。 (‐2) 熱処理の遊離フエライトの影響調査。本発明の方法によつて得られる球状黒鉛鋳
鉄の組織が熱処理前の遊離フエライトの量に
よつて影響を受けるかどうかを調べるため第
２表に示す化学組成の供試材を前実験におい
て述べたと同様にして製作し、以下の実験を
行なつた。

【表】第４図は供試材の鋳放状態における組織を
示す顕微鏡写真（倍率100倍）で、ａは供試
材Ｐの、ｂは供試材Ｑの組織を示し、遊離フ
エライトの量はＰでは17％、Ｑでは６％と測
定された。供試材ＱはMoを含有しているた
め供試材Ｐに比べてブルスアイ状に析出した
遊離フエライトの量が少ない。これらの供試材を820℃に加熱して30分間
保持したのち805℃に降温して60分間保持し、
次に340℃の亜硝酸塩系塩浴中に移して２時
間保持後空冷し、その組織を調べた。第５図
はその顕微鏡写真（400倍）で、ａ，ｂは第
４図同様それぞれ供試材Ｐ，Ｑの組織を示し
ている。基地中のフエライト量はａでは50
％、ｂでは47％であつて両者の間には実質的
に差は認められない。上記のとおり第４図、第５図から熱処理前
には供試材Ｐ，Ｑ間には遊離フエライトの量
に差があつても、熱処理後の組織ではフエラ
イト量には差が認められず、本発明にあつて
は遊離フエライトを含む球状黒鉛鋳鉄を出発
材料としても差支えないことが判る。 () 機械的性質に関する実験 (‐1) 基地中のフエライト量と機械的性質の関
係の調査。前記実験（）と同様にして第３表に示す
化学組成の供試材を製作した。

【表】供試材２０の遊離フエライトは10％であ
り、熱処理によつてフエライト量が変化する
ように第４表に示す温度に第１段保持（30
分）、および第２段保持（60分）を行ない、
続いて330℃に保持された亜硝酸塩系塩浴中
に移して1.5時間保持したのち空冷した。第
４表中のフエライト量は熱処理後の基地中の
フエライト量である。また表中行の頭に※を
付した熱処理では第１段保持温度又は第２段
保持温度のいずれかが、供試材２０のSi含有
量3.35％について、フエライト量を30％また
は70％とする第２図の第１段保持温度と第２
段保持温度との組合わせから外れているた
め、得られたフエライト量が30〜70％の範囲
から外れていることを示しており、比較のた
め載せてある。

【表】供試材Ｍ−２，Ｃ−２，MC−３は遊離フ
エライトはゼロであつたが、熱処理後に50％
になるように第１段保持温度を824℃、第２
段保持温度を809℃とし、その他は前記供試
材２０の場合と同様に熱処理した（ただし塩
浴中保持時間を２時間とする）。上記の熱処理を施した供試材から平行部径
６mm、標点距離25mmの引張試験片および衝撃
試験片（３号）を製作し、インストロン型引
張試験機を用いて１mm／分の歪速度の引張試
験と、５Kg・ｍ容量の衝撃試験機で衝撃試験
を行ない、衝撃試験片は次に検鏡してフエラ
イト量を測定したのち硬さを測定した。試験結果は第６図に示すとおりである。引
張り強さ、耐力は基地中のフエライトの量の
増加に伴なつて低下し、伸びはフエライト量
の増加に伴なつて増加しているのは通常のと
おりである。衝撃値はフエライト量の増加に
伴なつて高くなるがおよそ50％でピークに達
し、更にフエライト量が増加すると低下する
傾向がみられる。硬さはフエライト量の増加
に伴ない低下するのは予想どおりである。
MoまたはCrを含有する供試材はこれらを含
有しない供試材の成績に比較して衝撃値が僅
か低いほかは特に差異は認められない。以上の結果から基地中のフエライト量は高
い強度を持たせるためには70％以下とするの
が望ましく、また充分な靭性を持たせるため
と硬さの上昇を押えて被削性を害しないよう
にするためには30％以上とするのが望ましい
ことが判る。 (-2) 熱浴温度と機械的性質との関係調査。前記実験（）と同様にして第５表に示す
化学組成を有する供試材を製作した。各供試
材の遊離フエライト量は付記したとおりであ
る。

【表】これらの供試材を825℃に30分間保持の第
１段保持に続いて、Ｐ−２については795℃
に、Ｑ−２およびQR−２については800℃
に、Ｒ−２については803℃にそれぞれ60分
間保持の第２段保持を行い、次いで250〜400
℃に保持された亜硝酸塩系塩浴中に移し、２
時間保持して空冷した。これらの熱処理を施
した供試材から前記実験（−１）の場合と
同様に試験片を採取して試験に供した。試験結果は第７図に示すとおりである。な
お基地中のフエライトの量は供試材Ｐ−２お
よびQR−２では47〜53％（ベイナイト量は
53〜47％）、Ｑ−２およびＲ−２では45〜50
％（ベイナイト量は55〜50％）であつた。塩
浴温度が高くなる程引張強さと硬さが低下
し、耐力は上昇する。伸びと衝撃値は350〜
375℃で最高値を示している。然しながら塩
浴温度250℃でもなお伸びは10.5％以上、衝
撃値は1.4Kg・ｍ／cm²以上、塩浴温度400℃で
もなお伸びは13％以上、衝撃値は1.3Kg・
ｍ／cm²以上を示している。上記の結果から優れた靭性が得られる塩浴
温度は250〜400℃の範囲であり、特に好まし
い範囲は300〜378℃であることが判る。以上説明したように本発明の熱処理方法によれ
ば出発材料のフエライト量には関係がなく、温度
も許容範囲が広いので、鋳造品の化学組成や肉厚
に変動があつても、それらに応じて熱処理温度を
厳密に制御する必要はなく大量生産に好適であつ
て、工業上の利用価値はきわめて大きい。また本
発明の方法によつて得られる球状黒鉛鋳鉄は優れ
た強靭性を有し、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はない。

【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Cu
の含有量の範囲を示すグラフ、第２図は同じくフ
エライト量30％または70％となる共析変態温度区
間内の第１段保持温度と第２段保持温度との関係
をSi含有量を変化させて示したグラフ、第３図は
同じく加熱速度２℃／分および40℃／分別の第２
図と同様なグラフ、第４図は実験例の熱処理前の
供試材の組織を示す顕微鏡写真（×100）、第５図
は同じく熱処理後の組織を示す顕微鏡写真（×
400）、第６図は本発明に係る球状黒鉛鋳鉄の基地
中のフエライト量と機械的性質との関係の一例を
示すグラフ、第７図は同じく塩浴温度と機械的性
質との関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１ C3〜４％、Si2.2〜3.7％、 Mn1％以下、P0.1％以下、 S0.02％以下、黒鉛球状化処理元素0.07％以下、並びにCu0.4〜２％、もしくは Ni0.7〜３％、または添付第１図に示すＡ（Cu0.4％、Ni0％）、Ｂ（Cu2％、、Ni0％）、Ｃ（Ni0.7％、Cu0％）、Ｄ（Ni3％、Cu0％）、Ｅ（Ni1％、Cu2％）で囲まれる範囲内のCuとNiを含有し、残部が実質的に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、フエラ
イト、オーステナイト及び黒鉛の共存する組織と
したのち、冷却してマルテンサイト粒またはベイ
ナイト粒とフエ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組織とする強靭球状黒鉛鋳
鉄の熱処理方法であつて、共析変態温度区間内の保持が該温度区間内の任
意の温度に保持する第１段保持と、次いで該保持温度に応じて添付第２図のフエラ
イト量30％の線とフエライト量70％の線上のSi含
有量に対応して得られる温度に、それぞれCuと
Ni含有量により 21℃ｘ（Cu％−１％）、または 21℃ｘ（Ni％−0.5％）を減じた温度の間の温度で、かつ共析変態温度区
間内で第１段保持温度と５℃以上差がある温度に
保持する第２段保持とからなり、基地組織を面積率で30〜70％のフエライトを含
む混合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第２段保持の温度が第１段保持の温度よりも
低温である特許請求の範囲第１項記載の強靭球状
黒鉛鋳鉄の熱処理方法。３ C3〜４％、Si2.2〜3.7％、 Mn1％以下、P0.1％以下、 S0.02％以下、黒鉛球状化処理元素0.07％以下、 Mo及びCrの１種または２種を合計で0.05〜0.5
％、並びにCu0.4〜２％、もしくは Ni0.7〜３％、または添付第１図に示すＡ（Cu0.4％、Ni0％）、Ｂ（Cu2％、、Ni0％）、Ｃ（Ni0.7％、Cu0％）、Ｄ（Ni3％、Cu0％）、Ｅ（Ni1％、Cu2％）で囲まれる範囲内のCuとNiを含有し、残部が実質的に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、フエラ
イト、オーステナイト及び黒鉛の共存する組織と
したのち、冷却してマルテンサイト粒またはベイ
ナイト粒とフエ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組織とする強靭球状黒鉛鋳
鉄の熱処理方法であつて、共析変態温度区間内の保持が該温度区間内の任
意の温度に保持する第１段保持と、次いで該保持温度に応じて添付第２図のフエラ
イト量30％の線とフエライト量70％の線上のSi含
有量に対応して得られる温度に、それぞれCu、
Ni、Mo及びCrの含有量により 21℃ｘ（Cu％−１％）、または 21℃ｘ（Ni％−0.5％）を減じ、または 28℃ｘ（Mo％＋Cr％）を加算した温度の間の温度で、かつ共析変態温度
区間内で第１段保持温度と５℃以上差がある温度
に保持する第２段保持とからなり、基地組織を面積率で30〜70％のフエライトを含
む混合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。４第２段保持温度が第１段保持温度よりも低温
である特許請求の範囲第３項記載の強靭球状黒鉛
鋳鉄の熱処理方法。