【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、鋳鉄に係り、特に基地がベイナイトと残留
オーステナイトの混合組織を有する球状黒鉛鋳鉄に関す
るものである。
近年、球状黒鉛鋳鉄は長足の進歩を遂げ、多くの技術
が開発されている。特に、基地がベイナイトと残留オー
ステナイトの混合組織である球状黒鉛鋳鉄は、抗張力90
kgf/mm2以上、伸び６％以上の高強度・高靭性を有する
ものも開発されている。この高強度、高靭性を有する球
状黒鉛鋳鉄は、一般に、C:3.0〜4.0％,Si:2.0〜3.0％,M
n:0.2〜0.5％,P:0.030〜0.080％,S:0.005〜0.020％,N:6
0〜150ppmその他焼入性向上を目的として、Mo:0〜0.5％
及び不可避的に含まれる不純物を有する化学組成の鋳造
品に、いわゆるオーステンパー処理を施すことによって
得られている。上記成分中のMn、Moなど合金元素につい
ては多くの場合、充分管理されているが、不純元素につ
いては、知見を持たれていないのが現状である。こと
に、自動車用の足廻り部品・エンジン用部品などの重用
保安部品として、高強度と高靭性を安定して得るために
は、熱処理条件もさることながら、化学成分、特にＰの
含有量及びＮの含有量が機械的性質に著しい影響を及ぼ
すことを本発明者は知見したものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、基地がベイナイトと残留オーステナ
イトの混合組織を有し、安定して伸び・抗張力を向上し
得る球状黒鉛鋳鉄を提供するにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本願発明の機械的性質に優れた球状黒鉛鋳鉄は、基地
組織がベイナイトおよび残留オーステナイトからなる球
状黒鉛鋳鉄において、不可避的に含まれる不純物中、Ｐ
を0.03重量％以下とし、かつＮ含有量を8ppm以下とする
ことを特徴とする。そして、引張強さが98.5kgf/mm2以
上、伸びが10％以上有することを特徴とする基地組織が
ベイナイトおよび残留オーステナイトからなる球状黒鉛
鋳鉄は、Ｐが0.03重量％以下であっても、Ｎ含有量が80
ppmを超える場合には、同一の熱処理条件によっても、
引張強さおよび伸びが著しく低下するものである。
〔実施例〕
以下実施例に基づいて、Ｐ量と伸びの関係およびＰ量
と抗張力との関係を詳細に説明する。
実施例−１ （Ｎ以外の元素:wt％）
1.1.化学成分 （N:wt ppm）
前記試料Ａ群にはMoを添加せず、試料Ｂ群には、Moを
添加したが、これは、パーライトの析出抑制に最も効果
があるといわれている合金元素であるMoの有無にかかわ
らず、伸び、抗張力にＰが影響を及ぼしていることを確
認するために行なったものである。
尚、Ｎ含有量はいずれも80ppm以下になるように調整
した。
1.2.試料の形状
上記成分の溶湯を、１インチ×160mmlのＹブロックに
鋳込み、その下部30mmtを切り出し、φ25mm×160mmlに
切削加工後、下記の熱処理を行なった。
その後、JIS4号引張試験片に加工して、引張試験を行
なった。
1.3.熱処理
第１図に示す通り熱処理を行った。
1.4結果
上記試験結果に基いて、第２図と第３図に、試料Ａ群
・Ｂ群のＰ含有量と引張強さおよび伸びの関係を示す。
引張強さと伸びは、試料Ａ群・Ｂ群共にＰ含有量が、0.
03％を超えると急激に低下する。
次に特許請求の範囲第１項および第２項の記載に関
し、Ｎについて実施例に基づき、Ｎ量と伸びの関係およ
びＮ量と抗張力の関係につき詳細に説明する。
通状の方法で製造される球状黒鉛鋳鉄は、普通60〜15
0ppmのＮを含有している。従来、鋳放し球状黒鉛鋳鉄に
及ぼすＮの影響としては、
1.Nの含有量が増加するに従って、基地のパーライト面
積が増しパーライトが密になる。
2.黒鉛化が抑制されてチル化傾向が助長される。
3.これらの作用によって硬度が上ること等が知られてい
る。
然しながら本発明における熱処理によって基地組織を
ベイナイトおよび残留オーステナイトとした球状黒鉛鋳
鉄の機械的性質に対するＮ含有量の影響を全く未知であ
った。
実施例−２ （Ｎ以外の元素:wt％）
2.1化学成分 （N:wtppm）
前記試料Ｃ群にはMoを添加せず、試料Ｄ群にはMoを添
加したが、これはパーライトの析出抑制に最も効果があ
るといわれている合金元素であるMoの有無に拘わらず伸
び、抗張力にＮが影響を及ぼしていることを確認するた
めに行ったものである。
尚、Ｐ含有量はいずれも0.03％以下になるよう調整し
た。
2.2試料の形状
前記成分の溶湯を１インチ×160mmlのＹブロックに鋳
込み、その下部30mmtを切出し、φ25mm×160mmlに切削
加工後、下記の熱処理を行った。
その後、JIS4号引張試験片に加工して、引張試験を行
った。
2.3熱処理
第１図に示す通りの熱処理を行った。
2.4結果
上記試験結果に基いて、第４図と第５図に試料Ｃ群、
Ｄ群のＮ含有量と引張強さおよび伸びの関係を示す。引
張強さと伸びは、試料Ｃ群、Ｄ群共にＮ含有量が80ppm
を超えると急激に低下する。
〔発明の効果〕
以上の説明で明らかなように、基地組織がベイナイト
および残留オーステナイトよりなる本願発明の機械的性
質に優れた球状黒鉛鋳鉄は、成分組成のうち不可避的不
純物として存在するＰ含有量を0.03重量％以下とし、か
つＮ含有量を80ppm以下とすることにより、Moの有無に
かかわらず、機械的性質としての引張強さおよび伸びに
優れている。このような機械的性質に優れた球状黒鉛鋳
鉄は、自動車用の足廻り部品・エンジン用部品などの重
要保安部品への適用が期待できる。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to cast iron, and more particularly to spheroidal graphite cast iron whose base has a mixed structure of bainite and retained austenite. In recent years, spheroidal graphite cast iron has made great progress and many technologies have been developed. In particular, spheroidal graphite cast iron whose base is a mixed structure of bainite and retained austenite has a tensile strength of 90%.
Materials with high strength and high toughness with a kgf / mm 2 or more and an elongation of 6% or more have also been developed. This spheroidal graphite cast iron with high strength and toughness is generally C: 3.0-4.0%, Si: 2.0-3.0%, M
n: 0.2 to 0.5%, P: 0.030 to 0.080%, S: 0.005 to 0.020%, N: 6
0 to 150 ppm Other Mo: 0 to 0.5% for the purpose of improving hardenability
And, it is obtained by subjecting a cast product having a chemical composition containing impurities that are inevitably contained to a so-called austempering treatment. In many cases, the alloying elements such as Mn and Mo in the above-mentioned components are well managed, but the current situation is that no knowledge is available regarding the impure elements. In particular, in order to stably obtain high strength and high toughness for heavy safety parts such as undercarriage parts for automobiles and parts for engines, the content of chemical components, especially P and The present inventor has found that the content of N significantly affects the mechanical properties. [Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to provide a spheroidal graphite cast iron in which the matrix has a mixed structure of bainite and retained austenite and which can stably improve elongation and tensile strength. [Means for Solving the Problems] The spheroidal graphite cast iron excellent in mechanical properties of the present invention is a spheroidal graphite cast iron having a matrix structure of bainite and retained austenite.
Is 0.03% by weight or less and the N content is 8 ppm or less. And, the spheroidal graphite cast iron having a matrix structure of bainite and retained austenite, which has a tensile strength of 98.5 kgf / mm 2 or more and an elongation of 10% or more, has a N content of 0.03% by weight or less, Content 80
When it exceeds ppm, even under the same heat treatment conditions,
The tensile strength and the elongation are remarkably reduced. [Example] The relationship between the amount of P and elongation and the relationship between the amount of P and tensile strength will be described in detail based on the following examples. Example-1 (elements other than N: wt%) 1.1. Chemical composition (N: wt ppm) Mo was not added to the sample group A, and Mo was added to the sample group B regardless of the presence or absence of Mo, which is an alloying element that is said to be most effective in suppressing the precipitation of pearlite. This was done to confirm that P influences the elongation and tensile strength. The N content was adjusted to 80 ppm or less. 1.2. Shape of sample The molten metal of the above components was cast into a Y block of 1 inch × 160 mml, a lower portion of 30 mmt was cut out, cut into φ25 mm × 160 mml, and then subjected to the following heat treatment. Then, it was processed into a JIS No. 4 tensile test piece and subjected to a tensile test. 1.3. Heat treatment Heat treatment was performed as shown in FIG. 1.4 Results Based on the above test results, FIGS. 2 and 3 show the relationship between the P content and the tensile strength and elongation of the samples A and B.
Tensile strength and elongation were as follows.
When it exceeds 03%, it drops sharply. Next, regarding the description in claims 1 and 2, the relationship between the N content and the elongation and the relationship between the N content and the tensile strength will be described in detail with respect to N based on Examples. Spheroidal graphite cast iron, which is manufactured by the conventional method, usually has a temperature of
It contains 0 ppm N. Conventionally, as the effect of N on as-cast spheroidal graphite cast iron, 1. As the N content increases, the pearlite area of the matrix increases and the pearlite becomes denser. 2. Graphitization is suppressed and chilling tendency is promoted. 3. It is known that hardness increases due to these effects. However, the influence of the N content on the mechanical properties of the spheroidal graphite cast iron having bainite and retained austenite as the matrix structures by the heat treatment in the present invention was completely unknown. Example-2 (elements other than N: wt%) 2.1 Chemical composition (N: wtppm) Mo was not added to the sample group C and Mo was added to the sample group D, but this was elongated regardless of the presence or absence of Mo, which is the alloying element that is said to be most effective in suppressing the precipitation of pearlite, This was done to confirm that N affects the tensile strength. The P content was adjusted to 0.03% or less. 2.2 Shape of Sample The molten metal of the above components was cast into a 1-inch × 160 mml Y block, the lower 30 mmt thereof was cut out, cut into φ25 mm × 160 mml, and then subjected to the following heat treatment. Then, it processed into the JIS No. 4 tensile test piece and the tensile test was performed. 2.3 Heat treatment Heat treatment was performed as shown in Fig. 1. 2.4 Results Based on the above test results, the sample C group is shown in FIG. 4 and FIG.
The relationship between the N content of group D and the tensile strength and elongation is shown. Tensile strength and elongation of sample C group and D group both have N content of 80ppm
When it exceeds, it drops sharply. [Effects of the Invention] As is clear from the above description, the spheroidal graphite cast iron having a matrix structure of bainite and retained austenite and having excellent mechanical properties of the present invention has a P content that is present as an unavoidable impurity in the composition. Is 0.03% by weight or less and the N content is 80 ppm or less, the tensile strength and elongation as mechanical properties are excellent regardless of the presence or absence of Mo. Such spheroidal graphite cast iron having excellent mechanical properties can be expected to be applied to important safety parts such as undercarriage parts for automobiles and parts for engines.
【図面の簡単な説明】
第１図は、熱処理要領を示し、第２図はＰ含有量と引張
強さの関係図、第３図はＰ含有量と伸びの関係図、第４
図は、Ｎ含有量と引張強さの関係図、第５図はＮ含有量
と伸びの関係図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a heat treatment procedure, FIG. 2 is a relationship diagram between P content and tensile strength, FIG. 3 is a relationship diagram between P content and elongation, and FIG.
The figure is a relationship diagram between N content and tensile strength, and FIG. 5 is a relationship diagram between N content and elongation.