JP5506973B1 - 球状黒鉛鋳鉄およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Cを3.5〜4.0質量%、Siを1.7〜2.3質量%、Mnを0.2質量%未満、Crを0.1質量%未満、Mgを0.04〜0.06質量%、CuおよびS、並びにその他不可避的不純物を含有して、残部がFeからなり、氷点下で使用される球状黒鉛鋳鉄であって、上記Cuを0.10〜0.20質量%、上記Sを0.01〜0.02質量%含有する。
【選択図】なし
Description
上記Cuを0.10〜0.20質量%、上記Sを0.01〜0.02質量%含有するものである。
上記鋳込み前に、Sを含有する接種剤を溶湯に添加する第一接種工程と、
上記鋳込み時に、Sを含有する接種剤を溶湯に添加する第二接種工程とが具備されるものである。
まず、上記球状黒鉛鋳鉄について説明する。
CおよびSiの含有量については、それぞれの範囲を、CE値(C+Si/3)が4.3程度になるようにして定めた。なぜなら、CE値と機械的強度とには強い相関関係があり、球状黒鉛鋳鉄の所定の機械的強度を確保するためである。特にSiの含有量については、Siを多量に含有すると0.2%耐力および引張強さが向上するものの、−20℃での衝撃値が低下するので、これらが図1および図2に示すDIN規格を満たす範囲として、1.7%〜2.3%とした。なお、上記DIN規格は、図1および図2に示すように、EN−GJS−400U−L相当材において、0.2%耐力が220MPa以上、引張強さが370MPa以上、−20℃での衝撃値が10J以上である。
Crの含有量については、Crを多量に含有すると炭化物が生成されるので、0.1質量%未満とした。
Pの含有量については、Pは不可避的不純物の1つであるから、特に限定されるものではないが、一例として0.025質量%以下とした。
一般に鋳鉄は、Cuを含有させることにより、機械的性質が良好になるものの、低温靭性に劣る。言い換えれば、0.2%耐力および引張強さが向上するものの、低温での衝撃値が低下する。しかしながら、本発明者らは、Cuの含有量が0.10〜0.20質量%であれば、良好な機械的性質と優れた低温靭性とが両立することを見出した。具体的には、α−Fe(フェライト)にCuが0.10質量%以上固溶すると、機械的性質が良好になるとともに、低温靭性に優れる。しかし、α−Fe(フェライト)におけるCuの溶解度(常温)は0.20質量%であり、それを超えると低温靭性に劣る。したがって、0.10〜0.20質量%が、Cuの好ましい含有量である。これにより、本発明の鋳鉄では、特許文献1のように高価なNiを添加することなく、良好な機械的性質と優れた低温靭性とが両立する。
次に、球状化剤としてFe−Si−Mg合金を取鍋内添加した。ここで、添加方法をサンドイッチ法とし、添加量を1.1%とした。そして、一次接種としてFe−Si−Ca−S合金(第一接種剤)を取鍋内添加した(第一接種工程)。ここで、添加方法をサンドイッチ法とし、添加量を0.3%とした。
引張試験片はJIS14Aに準拠したものとし、衝撃試験片はJIS4号(Vノッチ)に準拠したものとした。以下、採取した供試材の成分並びに試験片の機械的性質および低温靭性を、比較材(1)〜(3)とともに表1および表2に示す。また、表2の内容をグラフ化して、図1に示す。
Claims (3)
- Cを3.5〜4.0質量%、Siを1.7〜2.3質量%、Mnを0.2質量%未満、Crを0.1質量%未満、Mgを0.04〜0.06質量%、CuおよびS、並びにその他不可避的不純物を含有して、残部がFeからなり、氷点下で使用される球状黒鉛鋳鉄であって、
上記Cuを0.10〜0.20質量%、上記Sを0.01〜0.02質量%含有することを特徴とする球状黒鉛鋳鉄。 - 請求項1に記載の球状黒鉛鋳鉄を溶湯の鋳込みにより製造する球状黒鉛鋳鉄の製造方法であって、
上記鋳込み前に、Sを含有する接種剤を溶湯に添加する第一接種工程と、
上記鋳込み時に、Sを含有する接種剤を溶湯に添加する第二接種工程とが具備されることを特徴とする球状黒鉛鋳鉄の製造方法。 - フェライト化焼きなましを行わないことを特徴とする請求項2に記載の球状黒鉛鋳鉄の製造方法。
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