JP2517857B2 - オ―ステンパ―ドダクタイル鋳鉄の製造方法 - Google Patents
オ―ステンパ―ドダクタイル鋳鉄の製造方法Info
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- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、オーステンパードダク
タイル鋳鉄の新規な製造方法に関するものである。さら
に詳しくいえば、本発明は、靭性及び硬度を兼ね備え、
鍛鋼の代替材料として有用なオーステンパードダクタイ
ル鋳鉄を簡単に効率よく製造する方法に関するものであ
る。
タイル鋳鉄の新規な製造方法に関するものである。さら
に詳しくいえば、本発明は、靭性及び硬度を兼ね備え、
鍛鋼の代替材料として有用なオーステンパードダクタイ
ル鋳鉄を簡単に効率よく製造する方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、球状黒鉛鋳鉄材をオーステンパ熱
処理することにより得られるオーステンパードダクタイ
ル鋳鉄(以下、ADIと略称する)は良好な強度特性を
有することから、従来の鍛鋼の代替材料としての利用が
注目されている。
処理することにより得られるオーステンパードダクタイ
ル鋳鉄(以下、ADIと略称する)は良好な強度特性を
有することから、従来の鍛鋼の代替材料としての利用が
注目されている。
【0003】一般に、このADIを得るためのオーステ
ンパ熱処理は250〜450℃の範囲の温度で行われる
が、得られるADIの強度特性はその処理温度に左右さ
れ、日本工業規格(JIS G5503)では、該AD
Iを高靭性をもつFCD900A、高硬度をもつFCD
1200A及びその中間の特性を有するFCD1000
Aの3種に分類している。
ンパ熱処理は250〜450℃の範囲の温度で行われる
が、得られるADIの強度特性はその処理温度に左右さ
れ、日本工業規格(JIS G5503)では、該AD
Iを高靭性をもつFCD900A、高硬度をもつFCD
1200A及びその中間の特性を有するFCD1000
Aの3種に分類している。
【0004】しかしながら、靭性を有するADI及び硬
度を有するADIは相反する熱処理条件(温度条件)に
よって得られるため、これまで靭性と硬度とを兼ね備え
たADIを簡単に効率よく製造する工業的方法は見出さ
れていないのが実状である。
度を有するADIは相反する熱処理条件(温度条件)に
よって得られるため、これまで靭性と硬度とを兼ね備え
たADIを簡単に効率よく製造する工業的方法は見出さ
れていないのが実状である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、靭性及び硬
度を兼ね備え、鍛鋼の代替材料として有用なADIを効
率よく製造する方法を提供することを目的としてなされ
たものである。
度を兼ね備え、鍛鋼の代替材料として有用なADIを効
率よく製造する方法を提供することを目的としてなされ
たものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】ところで、材料を構造部
材として使用する場合、必ずしもすべての方向や場所に
対し同様の強度特性が必要となるとはかぎらない。例え
ばエンジンのピストンのような部品では、摺動部では高
硬度が必要であり、かつ上部では強度及び靭性が必要と
なる。
材として使用する場合、必ずしもすべての方向や場所に
対し同様の強度特性が必要となるとはかぎらない。例え
ばエンジンのピストンのような部品では、摺動部では高
硬度が必要であり、かつ上部では強度及び靭性が必要と
なる。
【0007】一般に、鉄鋼材料では、従来熱処理によっ
て強度特性の異なる材料を作り出すにはかなりの温度差
が必要であったため、そりや割れなどの理由から被熱処
理材に温度差をもたせることはタブーとされてきた。し
かしながら、球状黒鉛鋳鉄の場合にはわずか数十℃の差
によっても強度特性が変化するため、そりや割れのほと
んどない温度勾配付き熱処理が可能となる。
て強度特性の異なる材料を作り出すにはかなりの温度差
が必要であったため、そりや割れなどの理由から被熱処
理材に温度差をもたせることはタブーとされてきた。し
かしながら、球状黒鉛鋳鉄の場合にはわずか数十℃の差
によっても強度特性が変化するため、そりや割れのほと
んどない温度勾配付き熱処理が可能となる。
【0008】本発明者らは、靭性及び硬度を兼ね備えた
ADIの工業的製造法を開発すべく鋭意研究を重ねた結
果、球状黒鉛鋳鉄材のもつ前記性質に着目し、該球状黒
鉛鋳鉄材を、部位により異なる温度の溶融塩中に浸漬し
て、その内部に連続的な温度勾配をもたせながら恒温変
態処理することにより、その目的を達成しうることを見
出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
ADIの工業的製造法を開発すべく鋭意研究を重ねた結
果、球状黒鉛鋳鉄材のもつ前記性質に着目し、該球状黒
鉛鋳鉄材を、部位により異なる温度の溶融塩中に浸漬し
て、その内部に連続的な温度勾配をもたせながら恒温変
態処理することにより、その目的を達成しうることを見
出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0009】すなわち、本発明は、オーステナイト化し
た球状黒鉛鋳鉄材を、その一方側と他方側とでそれぞれ
温度の異なる溶融塩中に浸漬することにより、その内部
に連続的な温度勾配をもたせながら恒温変態処理を行う
ことを特徴とする、靭性が高いものから硬度が高いもの
へ連続的に変化した傾斜組織構造を有するオーステンパ
ードダクタイル鋳鉄の製造方法に関するものである。
た球状黒鉛鋳鉄材を、その一方側と他方側とでそれぞれ
温度の異なる溶融塩中に浸漬することにより、その内部
に連続的な温度勾配をもたせながら恒温変態処理を行う
ことを特徴とする、靭性が高いものから硬度が高いもの
へ連続的に変化した傾斜組織構造を有するオーステンパ
ードダクタイル鋳鉄の製造方法に関するものである。
【0010】本発明方法は、具体的には該球状黒鉛鋳鉄
材が平板の場合には表裏を、管の場合には外側と内側と
を、それぞれ温度の異なる溶融塩中に同時に浸漬して恒
温変態処理を行うのがよい。このようにして得られるA
DIは、靭性が高いものから硬度が高いものへ連続的に
変化した傾斜組織構造を有する。この傾斜構造は、相対
的に、一方側から他方側にかけて、靭性が高くて硬度が
低いものから硬度が高くて靭性が低いものへ連続的に変
化するものである。また、この構造においては、さら
に、相対的に、一方側から他方側にかけて、残留オース
テナイト量の高いものから低いものへ連続的に変化した
傾斜組織を有するのが好ましい。
材が平板の場合には表裏を、管の場合には外側と内側と
を、それぞれ温度の異なる溶融塩中に同時に浸漬して恒
温変態処理を行うのがよい。このようにして得られるA
DIは、靭性が高いものから硬度が高いものへ連続的に
変化した傾斜組織構造を有する。この傾斜構造は、相対
的に、一方側から他方側にかけて、靭性が高くて硬度が
低いものから硬度が高くて靭性が低いものへ連続的に変
化するものである。また、この構造においては、さら
に、相対的に、一方側から他方側にかけて、残留オース
テナイト量の高いものから低いものへ連続的に変化した
傾斜組織を有するのが好ましい。
【0011】次に、本発明方法の好適な実施態様の1例
を、被熱処理材が平板の場合について添付図面に従って
説明すると、図1は本発明方法を実施するための装置の
1例の断面図であって、図1(a)横断面図、図1
(b)は縦断面図を示す。
を、被熱処理材が平板の場合について添付図面に従って
説明すると、図1は本発明方法を実施するための装置の
1例の断面図であって、図1(a)横断面図、図1
(b)は縦断面図を示す。
【0012】まず、周囲を耐火レンガ4及びロックウー
ル5で囲まれた高温側塩浴炉1と低温側塩浴炉2とを連
結し、溶融塩の炉間における移動が極力抑えられるよう
に仕切板3を設置する。この際、それぞれの溶融塩浴炉
の熱容量が炉間の熱移動量に対して十分大きくなるよう
に配慮する。次いで、これらの溶融塩浴炉を炉内の温度
分布が均一になるようにかきまぜながら加熱し、熱電対
6及び7により温度を検知して、それぞれ所望の温度に
保持する。この際、低温側の炉に対しては、必要に応じ
て冷却パイプを設置してもよい。
ル5で囲まれた高温側塩浴炉1と低温側塩浴炉2とを連
結し、溶融塩の炉間における移動が極力抑えられるよう
に仕切板3を設置する。この際、それぞれの溶融塩浴炉
の熱容量が炉間の熱移動量に対して十分大きくなるよう
に配慮する。次いで、これらの溶融塩浴炉を炉内の温度
分布が均一になるようにかきまぜながら加熱し、熱電対
6及び7により温度を検知して、それぞれ所望の温度に
保持する。この際、低温側の炉に対しては、必要に応じ
て冷却パイプを設置してもよい。
【0013】次に、仕切板の役割を果たすような寸法形
状をもつオーステナイト化した球状黒鉛鋳鉄平板をすば
やく仕切部に固定したのち、仕切板3を外し、該平板の
表裏をそれぞれ異なる温度で熱処理を行う。このように
して恒温変態処理を行うことにより、所望のADIが得
られる。
状をもつオーステナイト化した球状黒鉛鋳鉄平板をすば
やく仕切部に固定したのち、仕切板3を外し、該平板の
表裏をそれぞれ異なる温度で熱処理を行う。このように
して恒温変態処理を行うことにより、所望のADIが得
られる。
【0014】一方、被熱処理材が管の場合には、温度が
均一に保持された塩浴炉中に被熱処理材を浸漬し、管内
部に該塩浴炉と異なる温度をもつ流体を流して恒温変態
処理を行うことにより、所望のADIが得られる。
均一に保持された塩浴炉中に被熱処理材を浸漬し、管内
部に該塩浴炉と異なる温度をもつ流体を流して恒温変態
処理を行うことにより、所望のADIが得られる。
【0015】さらに、同一面において強度特性を変化さ
せたい場合には、面内を隙間なくカバーするように溶融
塩の噴出ノズルを分配し、所望の温度をもつ溶融塩をそ
れぞれのノズルから噴出させればよい。
せたい場合には、面内を隙間なくカバーするように溶融
塩の噴出ノズルを分配し、所望の温度をもつ溶融塩をそ
れぞれのノズルから噴出させればよい。
【0016】
【発明の効果】本発明方法によれば、相対的に、一方側
から他方側にかけて、靭性が高くて硬度が低いものから
硬度が高くて靭性が低いものへ、さらにより好ましく
は、残留オーステナイト量の高いものから低いものへ連
続的に変化した傾斜組織構造を有するADIを簡単に効
率よく製造することができる。また、本発明方法は、硬
度及び靭性の値を、用途に応じて部分部分でそれぞれ調
整できるため、複合的な強さが要求される部材を得るの
に極めて有用である。
から他方側にかけて、靭性が高くて硬度が低いものから
硬度が高くて靭性が低いものへ、さらにより好ましく
は、残留オーステナイト量の高いものから低いものへ連
続的に変化した傾斜組織構造を有するADIを簡単に効
率よく製造することができる。また、本発明方法は、硬
度及び靭性の値を、用途に応じて部分部分でそれぞれ調
整できるため、複合的な強さが要求される部材を得るの
に極めて有用である。
【0017】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。
【0018】実施例 硝酸カリウムと硝酸ナトリウムとをモル比1:1で混合
し、溶融塩材を作製する。この塩約15kgを炉中に入
れ、仕切板で仕切った高温側は375℃、低温側は27
5℃で均一となるようかきまぜながら温度を調節する。
この際、低温側は炉中の温度上昇を抑えるため、銅製の
冷却パイプを設置し、中に空気を流すことによって冷却
を行った。
し、溶融塩材を作製する。この塩約15kgを炉中に入
れ、仕切板で仕切った高温側は375℃、低温側は27
5℃で均一となるようかきまぜながら温度を調節する。
この際、低温側は炉中の温度上昇を抑えるため、銅製の
冷却パイプを設置し、中に空気を流すことによって冷却
を行った。
【0019】一方、84×88×11mmの大きさをも
つ球状黒鉛鋳鉄製の平板を900℃に保持したアルゴン
ガス雰囲気中で90分間加熱し、オーステナイト化した
のち、これをすばやく塩浴炉中に浸漬し、仕切板をはず
す。この場合、被熱処理材の熱容量に比べ塩浴のそれの
方がはるかに大きいため、溶融塩の温度上昇はほとんど
観察されなかった。この状態で90分間恒温変態処理を
行い、さらに取り出して空冷することにより温度勾配付
きオーステンパ処理ADIを作製した。
つ球状黒鉛鋳鉄製の平板を900℃に保持したアルゴン
ガス雰囲気中で90分間加熱し、オーステナイト化した
のち、これをすばやく塩浴炉中に浸漬し、仕切板をはず
す。この場合、被熱処理材の熱容量に比べ塩浴のそれの
方がはるかに大きいため、溶融塩の温度上昇はほとんど
観察されなかった。この状態で90分間恒温変態処理を
行い、さらに取り出して空冷することにより温度勾配付
きオーステンパ処理ADIを作製した。
【0020】このようにして得られた温度勾配付きオー
ステンパ処理ADIについて、温度勾配方向のロックウ
ェルC硬度の変化について調べた。この結果を図2に示
す。横軸は高温側を0%、低温側を100%とした相対
位置を示している。硬度は高温側から低温側へと単純増
加の傾向を示しており、材料内部において連続的な温度
勾配が存在することは明白である。
ステンパ処理ADIについて、温度勾配方向のロックウ
ェルC硬度の変化について調べた。この結果を図2に示
す。横軸は高温側を0%、低温側を100%とした相対
位置を示している。硬度は高温側から低温側へと単純増
加の傾向を示しており、材料内部において連続的な温度
勾配が存在することは明白である。
【0021】また、前記温度勾配付きオーステンパ処理
ADIについて、温度勾配方向の残留オーステナイト量
の変化について調べた。この結果を図3に示す。低温側
ほど残留オーステナイトの量が少なくなっており、この
値と密接な関係をもつ材料の下限界特性を連続的に変化
させうる可能性をもつことが示された。
ADIについて、温度勾配方向の残留オーステナイト量
の変化について調べた。この結果を図3に示す。低温側
ほど残留オーステナイトの量が少なくなっており、この
値と密接な関係をもつ材料の下限界特性を連続的に変化
させうる可能性をもつことが示された。
【図1】 本発明方法を実施するための装置の1例の断
面図。
面図。
【図2】 本発明方法で得られた温度勾配付きオーステ
ンパ処理ADIの1例の温度勾配方向とロックウェルC
硬度との関係を示すグラフ。
ンパ処理ADIの1例の温度勾配方向とロックウェルC
硬度との関係を示すグラフ。
【図3】 本発明方法で得られた温度勾配付きオーステ
ンパ処理ADIの1例の温度勾配方向と残留オーステナ
イト量との関係を示すグラフ。
ンパ処理ADIの1例の温度勾配方向と残留オーステナ
イト量との関係を示すグラフ。
1 高温側塩浴炉 2 低温側塩浴炉 3 仕切板 4 耐火レンガ 5 ロックウール 6,7 熱電対
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−75514(JP,A) 日本金属学会「球状黒鉛鋳鉄の理論と 実際」丸善(昭41−5−30)P.308〜 309
Claims (1)
- 【請求項1】 オーステナイト化した球状黒鉛鋳鉄材
を、その一方側と他方側とでそれぞれ温度の異なる溶融
塩中に浸漬することにより、その内部に連続的な温度勾
配をもたせながら恒温変態処理を行うことを特徴とす
る、靭性が高いものから硬度が高いものへ連続的に変化
した傾斜組織構造を有するオーステンパードダクタイル
鋳鉄の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3268203A JP2517857B2 (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | オ―ステンパ―ドダクタイル鋳鉄の製造方法 |
US07/946,857 US5248354A (en) | 1991-09-18 | 1992-09-18 | Method for the preparation of a body of austempered ductile cast iron |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3268203A JP2517857B2 (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | オ―ステンパ―ドダクタイル鋳鉄の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0570826A JPH0570826A (ja) | 1993-03-23 |
JP2517857B2 true JP2517857B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=17455356
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3268203A Expired - Lifetime JP2517857B2 (ja) | 1991-09-18 | 1991-09-18 | オ―ステンパ―ドダクタイル鋳鉄の製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5248354A (ja) |
JP (1) | JP2517857B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5522949A (en) * | 1994-09-30 | 1996-06-04 | Industrial Materials Technology, Inc. | Class of ductile iron, and process of forming same |
US5976709A (en) * | 1996-05-31 | 1999-11-02 | Hitachi Kinzoku Kabushiki Kaisha | Aluminum alloy member, with insert provided therein, possessing improved damping capacity and process for producing the same |
DE10208216C1 (de) * | 2002-02-26 | 2003-03-27 | Benteler Automobiltechnik Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteils |
DE10344073A1 (de) * | 2003-09-23 | 2005-04-28 | Daimler Chrysler Ag | Kurbelwelle mit kombiniertem Antriebszahnrad sowie Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung |
SE531107C2 (sv) * | 2006-12-16 | 2008-12-23 | Indexator Ab | Metod |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2112811B (en) * | 1981-09-12 | 1985-05-22 | James Bryce Mcintyre | A method for the manufacture of hardened cast camshafts |
GB2109814B (en) * | 1981-11-19 | 1986-02-05 | James Bryce Mcintyre | Manufacture of hardened iron camshaft castings |
JPS6075514A (ja) * | 1983-09-29 | 1985-04-27 | Komatsu Ltd | 履帯リンクの焼入方法 |
-
1991
- 1991-09-18 JP JP3268203A patent/JP2517857B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-09-18 US US07/946,857 patent/US5248354A/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
日本金属学会「球状黒鉛鋳鉄の理論と実際」丸善(昭41−5−30)P.308〜309 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5248354A (en) | 1993-09-28 |
JPH0570826A (ja) | 1993-03-23 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |